Im Zuge der verschärften Umweltschutzrichtlinien und der steigenden Anforderungen nach Fahrzeugsicherheit und -komfort spielen Faser-Kunststoff-Verbunde (kurz: FKV) eine zunehmende Rolle in der Automobilindustrie. FKVs weisen eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit, wodurch das Fahrzeuggewicht und damit der Kraftstoffverbrauch gesenkt bzw. die Reichweite gesteigert werden kann. Zugleich können die hohen Sicherheitsanforderungen gewährleistet werden. Insbesondere FKVs mit thermoplastischer Matrix (kurz: TFKV) zeichnen sich durch kurze Zykluszeiten aus und sind deshalb für die automobile Großserie besonders geeignet. Zur Herstellung schalenförmiger Bauteile aus TFKV werden üblicherweise Halbzeuge wie Organobleche oder Laminate verwendet und in einem Thermoformingprozess umgeformt. Anders als bei Stahlblechen findet während des Umformprozesses von TFKV kein plastisches Fließen statt, was auf die fehlende Plastizität der Verstärkungsfasern zurückzuführen ist. Stattdessen basiert der Umformprozess auf Drapiervorgänge. Insbesondere bei komplexgeometrischen Bauteilen kann dies zu Faltenbildungen oder Faserbrüchen führen, die die strukturellen Bauteileigenschaften mindern. Durch die Verwendung von Spannrahmen können Faltenbildungen reduziert oder komplett eliminiert werden, indem das Halbzeug während des Umformprozesses vorgespannt wird.
Im Rahmen dieser Arbeit soll der Einfluss der Spannkraft, der Klemmenanzahl und -position auf den Faltenwurf und die Faserspannungen bzw. -dehnungen während des Umformprozesses an unterschiedlichen Umformgeometrien untersucht werden. Hierzu soll ein numerisches Modell zur Simulation eines Thermoformingprozesses aufgebaut werden.
Anhand der Simulationsergebnisse soll abschließend eine Handlungsempfehlung zur Auslegung eines Spannrahmens abgeleitet werden.
Die Aufgabenstellung kann je nach Art der Abschlussarbeit hinsichtlich Inhalt und Umfang angepasst werden.
Art:
- Bachelorarbeit
- Studienarbeit(Master)
- Masterarbeit
Fachrichtungen: Maschinenbau
Begin der Arbeit: sofort
Zuletzt geändert: 12.06.2023
