HyCEML – Hybride CFK/Elastomer/Metall-Laminate mit Elastomerschichten
für die gezielte Einstellung des Dämpfungsverhaltens


Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Kay Weidenmann
Institut für Angewandte Materialien
Karlsruher Institut für Technologie
Engelbert-Arnold Str. 4, Geb. 10.96
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-44165
Fax: +49 721 608-48044
E-Mail: kay.weidenmann@kit.edu

Projektbearbeiter: Vincent Sessner, M.Sc.
Tel: +49 721 608-42197
E-Mail: vincent.sessner@kit.edu

Projektleiterin: Dr.-Ing. Luise Kärger
Institut für Fahrzeugsystemtechnik
Karlsruher Institut für Technologie
Rintheimer Querallee 2, Geb. 70.04
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-45386
Fax: +49 721 608-945905
E-Mail: luise.kaerger@kit.edu

Projektbearbeiter: Dr.-Ing. Wilfried Liebig
Tel: +49 721 608-41818
E-Mail: wilfried.liebig@kit.edu




BMW 7er B-Säule
BMW 7er B-Säule
Quelle: www.compositeworld.com
Karlsruher Institut für Technologie

HyCEML Probekörper
Quelle: Karlsruher Institut für Technologie

Motivation

Monolithische Werkstofflösungen erfüllen selten vollständig das geforderte Eigenschaftsprofil

    Gezielte Einstellung des mechanischen Strukturverhaltens durch Materialmix:
  • CFK/Metall-Laminate:
    • Hohes Energieabsorptionsfähigkeit
    • Großflächige Krafteinleitung / -übertragung
  • Einsatz Elastomer:
    • Einstellung des Dämpfungsverhaltens
    • Ausgleich thermischer Eigenspannungen
    • Unterbindung galvanischer Korrosion
    • Fkt. als Klebstoff zwischen CFK & Metall



Wissenschaftliche Ziele

  • Untersuchung des Eigenschaftsprofils bzgl.
    • Calm (Dämpfung)
    • Smooth (Ruckfreie Lastübertragung)
    • Smart (Klebstoff, Korrosion, thermische Eigenspannungen)
    Merkmalen, im Vergleich zu monolithischen Werkstoffen, Hybrid-Konzepten und kommerziellen FML
  • Mech. Charakterisierung & Modellierung des Deformations- und Dämpfungsverhalten der einzelnen Materialien
  • Skalenübergreifende experimentelle & numerische Betrachtung des Eigenschaftsprofils (z.B. Dämpfung, Eigenschwingungen, etc.) von HyCEML (vom Probekörper zum Bauteil)



Arbeitsprogramm


			      IAM-WK (Experiment),				
				  Herstellung und mechanische Charakterisierung der Konstituenten & Laminate;
				  Analyse der „Smart“ Eigenschaften der Elastomerschicht;
				  Bestimmung der frequenz- und temperaturabhängigen Dämpfungs-eigenschaften mittels DMA;
				  Charakterisierung des Dämpfungs-verhaltens von HyCEM-Laminaten & Bauteilen mittels Piezo Indicated Loss Factor Experimenten;
				
			      FAST (Simulation)
				  Modellierung des Dämpfungsver-haltens der Konstituenten und Validierung detaillierter 3D Multi-Layer FE-Modelle;
				  Parameterstudie mit 3D Multi-Layer FE-Modellen;
				  Entwicklung eines repräsentativen FE-Schalenelements → effiziente Auslegung;
				  Validierung der Modelle anhand PLF-Experimenten / Numerische Untersuchung (FE-Schalen-element) am Bauteil;

Quelle: Karlsruher Institut für Technologie