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2010
Conference Paper
Titel
Bestimmung des Schädigungsverlaufes einer zugbelasteten hybriden Metall-CFK-Verbindung mittels Computertomographie
Abstract
Die Realisierung einer hoch belastbaren, hybriden Verbindung für Mischbauweisen zwischen Metallen und Faserverbundkunststoffen (FVK) ist Ziel von Entwicklungsarbeiten an der LKR Leichtmetall-kompetenzzentrum Ranshofen GmbH (LKR). Dabei wird ein metallisches Bauteil mit einem faserverstärkten Laminat unter gleichzeitiger Anwendung von mechanischem Formschluss und Stoffschluss verbunden gehalten. Der mechanische Formschluss wird über aufgeschweißte Pins realisiert, die in trockenes Fasergewebe eindringen, der Stoffschluss wird durch das Infiltrationsharz des FVK erreicht. Im Rahmen von mehrstufigen Zugversuchen ist jüngst die Tragfähigkeit dieser Verbindung an zweischnittigen Double-Lap-Shear (DLS) Metall-FVK-Proben bestimmt worden. An das Fraunhofer Entwicklungszentrum für Röntgentechnik EZRT wurde die Anfrage gestellt, ob mittels der Röntgen-Computertomographie (CT) Risse am Interface einer Metall-FVK-DLS-Probe bzw. im FVK festgestellt werden können. Die Aufgabe bestand sowohl für den un-, teil-, und voll-belasteten Zustand des Testbauteils. Zum Nachweis der Machbarkeit ist mit Hilfe einer Simulationssoftware zunächst der computertomographische Aufnahmeprozess simuliert worden. Gleichzeitig sind fehlende CT Aufnahmeparameter bestimmt und optimiert worden. Mit dem gefundenen Parameterset konnten die DLS-Proben mit einem Mikrofokus CT System zwischen Teillast-Zugversuchen gemessen werden. Eine anschließende Artefaktreduktion für mehrmaterialige Objekte (IAR-M) erlaubte es, die CT-Bildqualität weiter zu verbessern. Der den Einsatz der CT ist es möglich, eine bis dato nicht erreichte Schnittbildgebung der Metall-FVK-Fügeverbindung zu erzielen, die Rissdetektion ist erst bei großen, fortgeschrittenen Rissen möglich.