Klein, Jens (2023)
Zur Gestaltung adhäsiver Laminatstirnverankerungen und Prozessanalyse zur Fertigung thermoplastischer Faserverbundrohre : Beiträge zur Weiterentwicklung modularer Druckbehälter nach der Darmstädter Bauweise.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Bibliographie
Dies ist die neueste Version dieses Eintrags.
Kurzbeschreibung (Abstract)
Diese Arbeit steht im Kontext der Entwicklung von Druckbehältern mit thermoplastischer Matrix nach der sogenannten Darmstädter Bauweise. Konkret thematisiert werden Konstruktionsparameter adhäsiver Laminatstirnverankerungen und Prozessparameter für die Herstellung endlosfaserverstärkter Thermoplast-Rohre aus Bandhalbzeug im Schleuderverfahren.
In eine Bohrung eingeklebte Anker ermöglichen eine punktuelle Krafteinleitung in die Stirnseite von Faser-Kunststoff-Laminaten. Die Untersuchung dieses Krafteinleitungskonzepts ist der Themenschwerpunkt dieser Arbeit. Die grundlegenden Einflüsse auf die Leichtbaueigenschaften werden beschrieben. Das mechanische Verhalten wird numerisch analysiert. Es werden Verfahren für eine zuverlässige Herstellung der Verankerung aufgezeigt. Den Kern der Arbeit stellt die experimentelle Untersuchung zum Einfluss des Laminataufbaus und der Geometrie auf das Tragverhalten einschließlich dem Vergleich zur T-Bolzenverbindung dar. Die Belastbarkeit der Klebschicht wird für verschiedene Adhäsive und Anker untersucht. Abschließend werden die wesentlichen Ergebnisse zu Konstruktionshinweisen zusammengefasst.
Im Schleuderverfahren wird durch die Fliehkraft und das Aufschmelzen der thermoplastischen Matrix das Bandhalbzeug konsolidiert. Dieses Verfahren wird in einer Prozessanalyse untersucht und die Auswirkung der Drehzahl, der Prozesstemperatur und der Heizdauer auf den Porengehalt von CFK- und GFK-Polyamid 6-Rohren diskutiert. Für beide Werkstoffe werden geringe Porengehalte erreicht. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wird darüber hinaus eine Verfahrensvariante mit anionischer in-situ-Polymerisation von Polyamid 6 untersucht.
| Typ des Eintrags: | Dissertation |
|---|---|
| Erschienen: | 2023 |
| Autor(en): | Klein, Jens |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Zur Gestaltung adhäsiver Laminatstirnverankerungen und Prozessanalyse zur Fertigung thermoplastischer Faserverbundrohre : Beiträge zur Weiterentwicklung modularer Druckbehälter nach der Darmstädter Bauweise |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Mittelstedt, Prof. Dr. Christian ; Schürmann, Prof. Dr. Helmut ; Oechsner, Prof. Dr. Matthias |
| Publikationsjahr: | 2023 |
| Ort: | Düren |
| Verlag: | Shaker Verlag |
| Reihe: | Schriftenreihe Leichtbau |
| Band einer Reihe: | 5 |
| Kollation: | xx, 228 Seiten |
| Datum der mündlichen Prüfung: | 6 Juli 2022 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Diese Arbeit steht im Kontext der Entwicklung von Druckbehältern mit thermoplastischer Matrix nach der sogenannten Darmstädter Bauweise. Konkret thematisiert werden Konstruktionsparameter adhäsiver Laminatstirnverankerungen und Prozessparameter für die Herstellung endlosfaserverstärkter Thermoplast-Rohre aus Bandhalbzeug im Schleuderverfahren. In eine Bohrung eingeklebte Anker ermöglichen eine punktuelle Krafteinleitung in die Stirnseite von Faser-Kunststoff-Laminaten. Die Untersuchung dieses Krafteinleitungskonzepts ist der Themenschwerpunkt dieser Arbeit. Die grundlegenden Einflüsse auf die Leichtbaueigenschaften werden beschrieben. Das mechanische Verhalten wird numerisch analysiert. Es werden Verfahren für eine zuverlässige Herstellung der Verankerung aufgezeigt. Den Kern der Arbeit stellt die experimentelle Untersuchung zum Einfluss des Laminataufbaus und der Geometrie auf das Tragverhalten einschließlich dem Vergleich zur T-Bolzenverbindung dar. Die Belastbarkeit der Klebschicht wird für verschiedene Adhäsive und Anker untersucht. Abschließend werden die wesentlichen Ergebnisse zu Konstruktionshinweisen zusammengefasst. Im Schleuderverfahren wird durch die Fliehkraft und das Aufschmelzen der thermoplastischen Matrix das Bandhalbzeug konsolidiert. Dieses Verfahren wird in einer Prozessanalyse untersucht und die Auswirkung der Drehzahl, der Prozesstemperatur und der Heizdauer auf den Porengehalt von CFK- und GFK-Polyamid 6-Rohren diskutiert. Für beide Werkstoffe werden geringe Porengehalte erreicht. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wird darüber hinaus eine Verfahrensvariante mit anionischer in-situ-Polymerisation von Polyamid 6 untersucht. |
| Freie Schlagworte: | Leichtbau, Faser-Kunststoff-Verbunde, CFK, GFK, Composite, Krafteinleitung, Verankerung, Klebverbindung, Herstellungsverfahren, Rohre |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 16 Fachbereich Maschinenbau 16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet für Konstruktiven Leichtbau und Bauweisen-KLuB (2023 umbenannt in Leichtbau und Strukturmechanik (LSM)) |
| Hinterlegungsdatum: | 05 Apr 2023 05:55 |
| Letzte Änderung: | 31 Jan 2024 06:51 |
| PPN: | 506192547 |
| Referenten: | Mittelstedt, Prof. Dr. Christian ; Schürmann, Prof. Dr. Helmut ; Oechsner, Prof. Dr. Matthias |
| Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 6 Juli 2022 |
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Verfügbare Versionen dieses Eintrags
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Zur Gestaltung adhäsiver Laminatstirnverankerungen und Prozessanalyse zur Fertigung thermoplastischer Faserverbundrohre
Beiträge zur Weiterentwicklung modularer Druckbehälter nach der Darmstädter Bauweise. (deposited 30 Jan 2024 12:43)
- Zur Gestaltung adhäsiver Laminatstirnverankerungen und Prozessanalyse zur Fertigung thermoplastischer Faserverbundrohre : Beiträge zur Weiterentwicklung modularer Druckbehälter nach der Darmstädter Bauweise. (deposited 05 Apr 2023 05:55) [Gegenwärtig angezeigt]
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