Maßgeschneiderte Metall-Polymer-Metall-Schichtverbunde für verbesserte Energieabsorptionscharakteristika von Crashstrukturen
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/407352905?context=projekt&task=showDetail&id=407352905&
Bearbeiter: Dr.-Ing. Mohamed Harhash
Die durchgängige Modellierung und Berechnung des Verformungs- und Versagensverhaltens crashrelevanter Strukturbauteile aus hybriden Werkstoffverbunden stellt derzeit noch eine große Herausforderung dar. Bei Metall-Polymer-Metall-(MPM)-Schichtverbunden ist dies insbesondere auf das zeitabhängige mechanische Verhalten der polymeren Kernmaterialien und der metallischen Deckschichten sowie der Grenzschichtbereiche unter hochdynamischen Belastungszuständen zurückzuführen. Zusätzlich werden die für die Modellierung relevanten MPM-Schichtverbund-eigenschaften maßgeblich durch den Fertigungsprozess sowie durch die Oberflächenbehandlung der Monowerkstoffe beeinflusst.
Basierend auf einer skalenübergreifenden Modellierungs- und Charakterisierungsstrategie sowie durch die Berücksichtigung der Fertigungshistorie wird in dem Vorhaben das Crashverhalten konfigurierbarer MPM-Schichtverbunde prognostiziert. Darauf aufbauend werden Vorgehensweisen zur Einstellung maßgeschneiderter Energieabsorptionscharakteristika entwickelt. Dabei soll einerseits die strukturelle Energieabsorption insgesamt erhöht und andererseits mittels lokaler Versagensmechanismen das Deformationsverhalten gezielt beeinflusst werden. Hierfür sind Methoden und Gestaltungsrichtlinien zu erarbeiten, die eine effiziente Einstellung beanspruchungsgerechter MPM-Verbundeigenschaften in Kombination mit einer angepassten Prozessführung für crashbelastete Strukturkomponenten ermöglichen. Dazu werden u.a. umfangreiche experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung eines Material- und Strukturmodells bei unterschiedlichen Beanspruchungsraten und -bedingungen durchgeführt.
- Harms V, Harhash M, Carradó A, Palkowski H. Energy Absorption Behavior of Metal/Polymer/Metal Sandwich Crash Structures. Key Engineering Materials 2017; 746: 275–281.
