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