Abschluss des DFG Projektes „Durchgängige Analyse von Abweichungen während der Auslegung endlosfaserverstärkter Faser-Kunststoff-Verbund Baugruppen“
Die Berücksichtigung von Abweichungen sowie deren funktionsgerechte Einschränkung während der Auslegung eines Produkts ist eine wichtige Aufgabe des Toleranzmanagements. Faser-Kunststoff-Verbund Werkstoffe (FKV), welche wegen ihres hohen Leichtbaupotentials vermehrt eingesetzt werden, erhöhen auf Grund ihrer hohen Anzahl an Auslegungsparametern die Komplexität dieser Aufgabe. Geometrische Abweichungen und Eigenspannungen von Einzelbauteilen, welche durch Abweichungen der Laminatentwurfsparameter entstehen, pflanzen sich auch in die Baugruppe und somit das Endprodukt fort. Durch den Fügeprozess können in der Baugruppe zusätzliche Eigenspannungen auftreten, welche Auswirkungen auf die ertragbaren Lasten der Baugruppe besitzen. In dem Forschungsprojekt „Durchgängige Analyse von Abweichungen während der Auslegung endlosfaserverstärkter Faser-Kunststoff-Verbund Baugruppen“ (Projektnummer 389616685) wurde eine Methode zur durchgängigen Berücksichtigung von Laminatabweichungen und deren Auswirkungen bis in die Nutzungsphase der Baugruppe bereitgestellt. Diese ermöglicht es den Produktentwickelnden, während der Auslegung der FKV-Struktur mögliche Probleme zu erkennen und entsprechende zielgerichtete Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Dabei können verschiedene Parameter wie z.B. Materialabweichungen, Faserwinkelabweichungen durch Drapierung und Handarbeit, oder Dickenabweichungen berücksichtigt werden. Diese haben nicht nur einen Einfluss auf das Strukturverhalten, sondern auch auf das Verformungsverhalten während der Aushärtung der Einzelteile. Mit Hilfe von Metamodellen können die Auswirkungen der Abweichungen auf die Einzelteile sowie auf die Baugruppe nach dem Fügeprozess bis in die Nutzungsphase vorhergesagt werden. Somit können Verformungen und Versagenskriterien an allen Prozessschritten untersucht werden und die Laminatparameter mit Hilfe einer Toleranz-Optimierung so eingeschränkt werden, dass die Funktions- und Versagens-kritischen Randbedingungen eingehalten werden können