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Showing 1 to 9 of 9 (0.036 seconds)Spelling suggestions: "subject:"faserverbund"" "subject:"faserverbunde""
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Neue Werkstoffe aus Ton, Faserstoffen und Bindemitteln durch Press- und AufbauagglomerationSchubert, Dirk 13 July 2009 (has links) (PDF)
Ausgehend von den Erkenntnissen zu den traditionellen Lehmbaustoffen sollte untersucht werden, ob sich aus tonmineralhaltigen Rohstoffen, Faserstoffen sowie den Bindemitteln Montanwachsreststoff und Braunkohle hochwertige Formkörper und Schüttgüter herstellen lassen. Dabei hatte die Formgebung mit Hilfe von Agglomerationsprozessen ohne nachfolgende Hochtemperaturprozesse zu erfolgen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass eine hohe Produktqualität die Bildung stabiler formschlüssiger Bindungen zwischen den Teilchen des Faserstoffes voraussetzt. Diese lassen sich insbesondere mit sehr schlanken Fasern erzielen, für deren Aufbereitung und Modifizierung sich der Doppelschneckenextruder eignet. Die formschlüssigen Bindungen werden durch den Ton sowie die verwendeten Bindemittel stabilisiert, so dass hohe Produktfestigkeiten und teilweise gute Wasserbeständigkeiten erreicht werden. Außerdem zeichnen sich die hergestellten Produkte durch gute Bearbeitungseigenschaften aus.
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Zur Auslegung von Faserverbund-Bandagen für ElektromotorenLucas, Peter 23 July 2020 (has links)
Bandagen werden seit Jahrhunderten für statisch sowie dynamisch belastete Bauteile eingesetzt. Neben Metallen bietet sich auch die Nutzung von Faserkunststoffverbunden als Bandagenwerkstoff an, da diese über vergleichsweise hohe spezifische Festigkeiten und Steifigkeiten verfügen. Sehr häufig finden Bandagen bei rotationsbelasteten Körpern wie Zentrifugen, Elektromotoren und Schwungrädern Verwendung, da bei diesen aufgrund ihrer Funktionsweise der eigentliche Rotationskörper zumeist nicht aus hochfesten Werkstoffen bestehen kann. Dabei dienen Bandagierungen dazu, den sicher nutzbaren Einsatzbereich weiter zu steigern. In diesen Fällen werden zumeist Umfangsbandagen aus Faserkunststoffverbunden eingesetzt, welche die aus der Zentrifugalkraft resultierenden radialen Kräfte und die zusätzlichen aus der Funktionsweise resultierenden tangentialen oder axialen Kräfte aufnehmen.
Ausgehend von rotationssymmetrischen Bauteilen mit über den Umfang homogener rotationssymmetrischer Masseverteilung, rotationssymmetrischem Materialverhalten, etwa isotrop oder polarorthotrop, und zentrischer Drehachse kann idealisiert von einer rein radialen Verformung (Aufweitung) ausgegangen werden.
In Abweichung zu den idealisierten Annahmen weisen technische Anwendungen, wie etwa Elektromotoren und Zentrifugen häufig keine homogene rotationssymmetrische Masseverteilung auf. Dies führt zwangsläufig dazu, dass die Aufweitungen dieser Körper unter Rotationslast inhomogen sind. Dadurch werden in applizierten Umfangsbandagen lokale Spannungserhöhungen induziert, welche zu einem vorzeitigen lokalen Materialversagen führen können.
Mit der Promotion wurde ein grundlegendes Verständnis für die auftretenden Effekte innerhalb von inhomogen belasteten, dünnwandigen Faserkunststoffverbund-Bandagen – am Beispiel eines Klauenpolrotors für einen Elektromotor – entwickelt. Dabei wurden die Grundlagen für eine effiziente und sichere Auslegung von dünnwandigen Bandagen für Rotoren mit inhomogener Masseverteilung geschaffen.
Auf Grundlage aller getätigten Untersuchungen wurden Empfehlungen zur geeigneten Werkstoffcharakterisierung, numerischen Analyse, Wahl geeigneter Versagenskriterien, Fertigung und Prüfung von Faserkunststoffverbund-Bandagen mit duroplastischer Matrix für Elektromotoren abgeleitet.:1 Einleitung
2 Elektromotoren für Elektrofahrzeuge
2.1 Elektromotoren
2.1.1 Aufbau und Wirkungsweise von Asynchronmaschinen
2.1.2 Aufbau und Wirkungsweise von Synchronmaschinen
2.2 Anforderungen des MotorBrain-Projekts an den Motor
2.3 Klauenpolrotoren
2.4 Soft-Magnetic-Composites
2.4.1 Herstellung von SMC-Bauteilen aus Somaloy Pulvern
2.4.2 Materialeigenschaften von SMC-Pressbauteilen
2.4.3 Mechanische Kennwerte von ausgewählten SMC
2.5 Hartferrit-Magnete
2.6 Ausgewählte Werkstoffe für die Rotorbandagierung
2.6.1 Nickelbasis-Legierungen
2.6.2 Edelstahl
2.6.3 Titan
2.6.4 Glasfaserverstärkter Kunststoff
2.6.5 Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff
3 Neuartiger Klauenpolrotor mit axialen Ringmagneten
3.1 Randbedingungen
3.2 Konzepte für neuartige Klauenpolrotoren
3.2.1 Klauenpolgrundkörper aus Soft-Magnetic-Composites
3.2.2 Numerische Analyse der vorgestellten Konzepte
3.2.3 Klauenpolgrundkörper aus Elektroblech mit eingesetzten SMC-Klauen
3.3 Weiterentwicklung des hybriden Klauenpolrotors
4 Versagenskriterien für die Auslegung von dünnwandigen Faser-Kunststoff-
Bandagen
4.1 Phänomenologische Unterscheidung der Bruchformen
4.2 Makromechanische Versagenskriterien
4.2.1 Maximalspannungs- und Maximaldehnungshypothesen
4.2.2 Interaktionskriterium nach Hill
4.2.3 Interaktionskriterium nach Tsai-Wu
4.2.4 Kritische Würdigung der makromechanischen Versagenskriterien
4.3 Mesomechanische Kriterien
4.3.1 Versagenskriterium nach Hashin
4.3.2 Versagenskriterium nach Puck
4.3.3 Versagenskriterium nach Langley Research Center – LaRC 05
4.3.4 Versagenskriterium nach Cuntze
4.3.5 Versagenskriterium nach Vogler
4.3.6 Kritische Würdigung der mesomechanischen Versagenskriterien
5 Auslegung des Rotors
5.1 Vorstellung des Berechnungsmodells
5.1.1 Versagenskriterien
5.1.2 Materialkennwerte
5.1.3 Vernetzung und Elementtypen
5.1.4 Kontakt-Definition
5.1.5 Lagerung
5.2 Prinzipielles Spannungs-Verformungs-Verhalten
5.2.1 Einfluss der Rotationsgeschwindigkeit auf die Verformung
5.2.2 Einfluss der Rotationsgeschwindigkeit auf die Spannungen
5.3 Untersuchung der Bandagendicke
5.4 Einfluss der Haftreibung
5.5 Einfluss der magnetischen und rotatorischen Kräfte
5.6 Einfluss der Vorspannung sowie der Rotortemperatur
5.7 Einfluss des Bandagenaufbaus
6 Fertigung und Test der Prototypen
6.1 Gestaltung und Fertigung
6.2 Zerstörungsfreie Untersuchung
6.3 Zerstörende Untersuchung
7 Gegenüberstellung der Berechnungs- und Testergebnisse
7.1 Randbedingungen der Simulation
7.2 Einfluss der Modellierung
7.3 Vergleich der Simulationsergebnisse für Testrotor 1
7.4 Vergleich der Simulationsergebnisse für Testrotor 2
7.5 Schlussfolgerungen
8 Empfehlungen
8.1 Materialkennwerte
8.2 Numerische Analyse
8.3 Fertigung
8.4 Experimentelle Untersuchungen
9 Zusammenfassung
10 Literaturverzeichnis
11 Anhang
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Entwicklung eines resistiven Verfahrens zur Imprägnierung und Konsolidierung von auf Kohlenstofffasern basierenden thermoplastischen HybridgarntextilienReese, Julian 29 June 2021 (has links)
Die Textiltechnik ermöglicht den Einsatz von rezyklierten Kohlenstofffasern in thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen mit hohen Festigkeitsanforderungen. Das Erreichen vergleichbarer mechanischer Eigenschaften entsprechender endlosfaserverstärkter Verbundwerkstoffe wird durch die Nutzung von Stapelfaser-Hybridgarntextilien realisiert. Die Anwendung von thermoplastischen Hybridgarntextilien für die Herstellung von mehr als 100.000 Bauteilen pro Jahr erfordert jedoch eine kurze Taktzeit zur Imprägnierung und Konsolidierung des textilen Halbzeugs. Diese ist in dem derzeitigen Stand der Technik nicht gegeben, sodass hier Forschungsbedarf besteht.
Die vorliegende Arbeit präsentiert eine Methode zur Reduktion der Taktzeit zur Imprägnierung und Konsolidierung komplexer Bauteilgeometrien auf Basis leitfähiger Hybridgarntextilien von derzeitig mehreren Minuten auf unter eine Minute, mit Potenzial zur weiteren Minimierung. Dies erfolgt mittels In-situ-Erwärmung im formgebenden Werkzeug unter Nutzung der Widerstandsverluste bei Stromfluss durch die leitfähigen Verstärkungsfasern. Neben der Charakterisierung und Simulation der Erwärmung im Mehrlagengewebe wird eine Parameteranalyse an generischen Probekörpern durchgeführt, um die Machbarkeit zu demonstrieren. Genauso findet eine erfolgreiche Skalierung der Technologie durch Übertragung der Ergebnisse auf eine komplexe Bauteilgeometrie anhand einer innovativen Werkzeugtechnologie statt. Am Ende der Arbeit erfolgt eine wirtschaftliche Betrachtung der kompletten Prozesskette von der einzelnen Faser, über den Hybridroving und das Mehrlagengewebe, bis zum fertigen Bauteil.
Die Arbeit zeigt eine Technologie zur wirtschaftlichen Fertigung von Bauteilen aus rezyklierten Kohlenstofffasern in unter einer Minute Taktzeit. Des Weiteren bieten sich Vorteile durch die geringen Materialkosten des Hybridrovings, den hohen Grad der Automatisierung und die energetisch effiziente intrinsische Erwärmung des Halbzeugs.
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Konstruktion eines Inserts für Faserverbund- HalbzeugeWeidermann, Frank, Zimmermann, Stefanie, Pino, Andrea 07 September 2021 (has links)
Sandwichplatten sind effiziente Leichtbauelemente. Sie werden im Fahrzeugbau, in der Luft- und Raumfahrt, im Werkzeugmaschinenbau und überall dort, wo es auf geringe bewegte Massen ankommt, eingesetzt. Sandwichplatten sind oft Halbzeuge. Sandwichbauteile haben oft einen aufwendigen Herstellungsprozess, der eine Wärmebehandlung, die höhere Genauigkeiten ausschließt, beinhaltet. Aus diesen Gründen ist es oft sinnvoll, Inserts erst im Nachhinein in die fertige Sandwichplatte bzw. in das fertige Sandwichbauteil einzusetzen. Diese Inserts haben unterschiedliche Aufgaben. Sie dienen z.B. der Aufnahme von Schrauben, Bolzen und Lagern. Die vorgestellte Verbindung entspricht durch ihre spezielle Geometrie den hohen Anforderungen für Verbindungselemente in den genannten Gebieten hinsichtlich Genauigkeit und Stabilität. Es wird der Konstruktionsprozess eines Inserts für Sandwichplatten aus CFK- Verbundmaterial beschrieben. Ausgehend von einer patentierten Lösung der Autoren findet eine schrittweise Produktverbesserung bis hin zu einem einsatzfähigen Prototypen statt. Durch die Insertverbindung können für den Maschinenbau erforderliche Genauigkeiten nun mit CFK- Halbzeugen umgesetzt werden. Die Anwendung dieses Leichtbaupotentials führt zur Energieeinsparung und zum Transfer von CFK- Anwendungen in den Maschinenbau.
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Neue Werkstoffe aus Ton, Faserstoffen und Bindemitteln durch Press- und AufbauagglomerationSchubert, Dirk 22 March 2004 (has links)
Ausgehend von den Erkenntnissen zu den traditionellen Lehmbaustoffen sollte untersucht werden, ob sich aus tonmineralhaltigen Rohstoffen, Faserstoffen sowie den Bindemitteln Montanwachsreststoff und Braunkohle hochwertige Formkörper und Schüttgüter herstellen lassen. Dabei hatte die Formgebung mit Hilfe von Agglomerationsprozessen ohne nachfolgende Hochtemperaturprozesse zu erfolgen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass eine hohe Produktqualität die Bildung stabiler formschlüssiger Bindungen zwischen den Teilchen des Faserstoffes voraussetzt. Diese lassen sich insbesondere mit sehr schlanken Fasern erzielen, für deren Aufbereitung und Modifizierung sich der Doppelschneckenextruder eignet. Die formschlüssigen Bindungen werden durch den Ton sowie die verwendeten Bindemittel stabilisiert, so dass hohe Produktfestigkeiten und teilweise gute Wasserbeständigkeiten erreicht werden. Außerdem zeichnen sich die hergestellten Produkte durch gute Bearbeitungseigenschaften aus.
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In-situ-Prozesse für hybride Strukturbauteile in LeichtbauweiseEngelmann, Udo 02 November 2022 (has links)
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines neuartigen Ferti-gungsprozesses für hochfunktionalisierte Strukturbauteile in PFH-Technologie. Eigens für die Verarbeitung von FKV-Profilen wird das IHU/Spritzgießverfahren grundlegend analysiert und die einzelnen Pro-zessstufen durch den Einsatz geeigneter Prozessmedien und -parametrierungen modifiziert. Mit Hilfe umfangreicher analytischer und numerischer Berechnungen sowie erfolgreicher Umsetzung eines neuar-tigen Temperierungskonzeptes lassen sich erstmals FKV-Profile ohne den Einsatz von Barriereschichten, endkonturnah und reproduzierbar in seriellen Taktzeiten umformen. Zudem ist somit eine Funktionalisierung mittels Spritzgießen und ein gesamtheitliches Beherrschen des Hybrid-prozesses gegeben. Ein Vergleich der Verbindungsfestigkeiten mit hyb-riden Referenzbauteilen beweist, dass sich durch die stoffschlüssige Anbindung zeit- und kostenintensive Vorbehandlungen einsparen und gleichzeitig höhere Verbundqualitäten erzielen lassen. Um das PFH-Strukturbauteil mit montagegerechten Verbindungsschnittstellen zu werkstofflich andersgearteten Multimaterialstrukturen zu versehen, dient ein eigens entwickeltes prozesskomplementäres In-situ-Integrationsverfahren. Abschließend ist ein allgemeiner methodischer Ansatz für den technologischen Transfer und Adaption systematisch aufgeschlüsselt, sodass sich die einzelnen Entwicklungspfade nachvoll-ziehen lassen.:1 Einleitung
2 Zielsetzung
3 Stand der Wissenschaft und Technik
4 Anforderungen an einen faserverbund-gerechten IHU/Spritzgießprozess
5 Prozessentwicklung und Validierung
6 In-situ-Integrationsprozess für metallische Inserts
7 Konfiguration einer seriellen Fertigungstechnologie
8 Zusammenfassung und Ausblick
Anhänge / The goal of this thesis is the development of a new production technol-ogy for highly functional lightweight structural parts. Therefor the hy-droforming supported overmolding process was chosen as a suiting manufacturing process. By usage of analytical and numerical calcula-tions as well as adapting a new kind of temperature distribution con-cept, the new Polymer-FRP-Hbyrid-Technology is enabled to manufac-ture frp-profile based structural components without the need for a barrier layer. The final product possesses its’s final shape already and has no need for further machining processes. A comparison with state-of-the-art metal-plastic-hybrid bonding systems shows a way higher value for the new technology due to the adhesive bond between the tape and injection molding polymer. Furthermore, the technology was enhanced with a process implemented insert joining process. Finally, a methodical approach for the technology transfer is presented.:1 Einleitung
2 Zielsetzung
3 Stand der Wissenschaft und Technik
4 Anforderungen an einen faserverbund-gerechten IHU/Spritzgießprozess
5 Prozessentwicklung und Validierung
6 In-situ-Integrationsprozess für metallische Inserts
7 Konfiguration einer seriellen Fertigungstechnologie
8 Zusammenfassung und Ausblick
Anhänge
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Effiziente und Robuste Entwicklung komplexer Faserverbund-TriebwerkstrukturenSpitzer, Sebastian, Folprecht, Fabian, Dargel, Alrik, Klaus, Christoph, Langkamp, Albert, Gude, Maik 06 September 2021 (has links)
Steigende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Effizienz von Triebwerken lassen sich durch den Einsatz von Metall-Faserverbund-Bauweisen erfüllen. Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) mit ihren herausragenden und einstellbaren mechanischen Eigenschaften bieten das Potential, die Masse strukturell hochbelasteter Komponenten zu reduzieren. Durch die richtungsabhängigen Eigenschaften kann der FKV zielgerichtet für die Anwendung angepasst werden. Die Vielzahl der einstellbaren Parameter in Kombination mit der Entwicklung von komplexen Triebwerkstrukturen führt zu einem interaktiven und interagierenden Entwicklungsprozess. Im Rahmen dieses Beitrages wird ein Ansatz zur kombiniert virtuell-reellen Entwicklung eines Triebwerk-Subsystems am Beispiel des Zwischengehäuses vorgestellt. Ein systematischer Prozess in Kombination mit virtuellen Methoden ermöglicht die effiziente Erarbeitung und modellhafte Abbildung des Gesamtsystems, bestehend aus relevanten Triebwerkselementen (System), dem darin integrierten Zwischengehäuse (Subsystem) und lastübertragenden Faserverbund-Leitschaufeln (Komponente). Durch Detaillierung im Entwicklungsprozess steigt kontinuierlich die Aussagegenauigkeit, wobei gleichzeitig auch der Aufwand erheblich zunimmt. Ein experimenteller Funktions- und Festigkeitsnachweis der Leitschaufel kann zur Reduktion des Entwicklungsrisikos beitragen. Die dafür benötigten Funktionsmuster lassen sich in einem kombinierten Verfahren, bestehend aus Additiver Fertigung und Resin Transfer Moulding, herstellen, wobei der 3D-Druck die Anpassung der realen Funktionsmuster an die Geometrie- und Werkstoffmodifikationen im Rahmen der virtuellen Entwicklung ermöglicht.
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TU-Spektrum 2/2004, Magazin der Technischen Universität ChemnitzSteinebach, Mario, Friebel, Alexander, Häckel-Riffler, Christine, Tzschucke, Volker, Pollmer, Caroline, Horst, Gabriela, Brabandt, Antje, Reichold, Kathrin 15 December 2004 (has links) (PDF)
zweimal im Jahr erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnitz, ergänzt von Sonderheft(en)
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TU-Spektrum 2/2004, Magazin der Technischen Universität ChemnitzSteinebach, Mario, Friebel, Alexander, Häckel-Riffler, Christine, Tzschucke, Volker, Pollmer, Caroline, Horst, Gabriela, Brabandt, Antje, Reichold, Kathrin 15 December 2004 (has links)
zweimal im Jahr erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnitz, ergänzt von Sonderheft(en)
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