Fachbuch: Analyse und Optimierung von Kerben in Faser-Kunststoff-Verbunden

Interessante Lösungsansätze
"Analyse und Optimierung von Kerben in Faser-Kunststoff-Verbunden" ist der Titel der 2007 veröffentlichten Dissertationsschrift von Tobias Kremer. Kerben sind in jeder technischen Konstruktion in Form von Bohrungen, Ausschnitten und sprunghaften Wanddickenänderungen enthalten. Aus Änderungen der inneren Kraftflüsse in deren Umgebung folgen Spannungsüberhöhungen, auf die insbesondere bei der Auslegung von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden besonderes Augenmerk zu richten ist.

Nach Erläuterungen zur Entstehung von Kerbspannungen in der Einleitung werden geschlossene Lösungen zur Ermittlung von Randspannungen an elliptischen sowie dreiecks- oder quadratähnlichen Ausschnitten mit dem Anspruch entwickelt, diese in alltäglichen Ingenieursanwendungen einfach und sicher einsetzen zu können. Daran anschließend werden mithilfe der Finite-Elemente-Methode Verfahren zur Optimierung gekerbter Laminate und Ergebnisse von Optimierungen unter den Gesichtspunkten Ausschnittsform, Faserwinkel und Schichtdicke beschrieben. Ein umfangreicher Anhang über 61 Seiten bietet, neben Angaben zur Umsetzung der verschiedenartigen Optimierungsaufgaben im Rechenprogramm, Zusatzinformationen zur Vermeidung von Spannungsspitzen an Ausschnitten und Querschnittssprüngen, zur Verwendung von Kerbformzahlen und deren Interpretation bei Faser-Kunststoff-Verbunden sowie zum Stabilitätsverhalten an zugbelasteten Ausschnitten.

Die Arbeit stellt dem Konstrukteur zahlreiche Hinweise zur werkstoffgerechten Gestaltung von Faserverbundlaminaten mit Ausschnitten zur Verfügung, der Berechnungsingenieur findet interessante Lösungsansätze zur Auslegung und Optimierung derartiger Bauteile.

Unter http://www.klub.tu-darmstadt.de/forschung/download.php steht das Programm zur Berechnung von Randspannungen in Faser-Kunststoff-Verbunden mit Ausschnitten (ALADIN) kostenlos zum Download zur Verfügung.

Dr.-Ing. Norbert Himmel

(aus: Kunststoffe 02/2009, S. 14)

Leseproben, Inhaltsverzeichnis unter:
www.kunststoffe.de/b191

Analyse und Optimierung von Kerben in Faser-Kunststoff-Verbunden
Tobias Kremer
1. Aufl., Shaker Verlag
Aachen 2007
220 Seiten, Preis: 49,80 EUR (D)
ISBN 978-3-8322-6721-6

Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, München

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