Faserverbundkunststoffe im Fahrwerk
Kilian Toelge
MotivationFahrzeugaufbauPrämissen im FahrwerkFaserverbundkunststoffe (FVK)
Übersicht
Motivation der Bachelorarbeit
i) Aktueller Technikstandii) Problemstellung
Aktueller TechnikstandBMW i3
Aktueller Technikstand
Prinzipielle UnterschiedeProblemstellung
Warum nicht einfach CFK auch in das Fahrwerk eines Autos
einbauen?
Problemstellung
Fahrzeugaufbau
Fahrzeugaufbau
BMW 3er Coupé
Fahrzeugaufbau
BMW 3er Coupé
Fahrzeugaufbau
BMW 3er Coupé
Prämissen im Fahrwerk
PrämissenSicherheit (Fahrwerk = sicherheitsrelevante Teile)
Verfügbarkeit/Beständigkeit
Problemstellung
AnforderungenNormallasten, Missbrauch, Sonderereignisse
Rückmeldung bei Schädigung
Problemstellung
Faserverbundkunststoffe (FVK)
i) Aufbau und Herstellungii) Bruchverhalteniii) Kohlefaseriv) Kohlenstofffasersensor
Aufbau und Herstellung
Aufbau und Herstellung
Defekte und Schäden
Belastungen
Schadensarten
Schadenswachstum
Bruchverhalten
Belastungen Normalspannung σ
Schubspannung τ
Bruchverhalten
Schadensarten Zwischenfaserbruch
Faserbruch
Delamination
Bruchverhalten
Bruchverhalten
Zwischenfaserbrüche bei verschiedenen Spannungsformen
Bruchverhalten
Faserbruch unter Zug- und Druckbelastung
Bruchverhalten
Schadenswachstum(bei dynamischer Belastung)
Bruchverhalten
EED
01
AufbauE-ModulLeitfähigkeitPiezoresistivität
Kohlefaser
Aufbau Graphitstruktur
Kohlefaser
E-ModulKohlefaser
Leitfähigkeit Temperaturabhängigkeit ähnlich zu Halbleitern
m
1106
Kohlefaser
PiezoresistivitätKohlefaser
kRR
rnl
AlR
2
ldl
rdr
ldl
Totales Differential
d
RdR
)21(
Kohlenstofffasersensor (CFS)
Kohlenstofffasersensor (CFS)
Integrales Messprinzip
l
dxxl 0
)(1 l
dxxlk
RR
0
)(
1 2 3 4
0 lx
Fragen?
Kilian Toelge