Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

FGL-Textil - Grundlagenuntersuchungen zur Dimensionierung, Berechnung und definierten Beeinflussung des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens und der Reaktionskräfte hybrider Strukturen mittels aktiver Werkstoffe

 
: Rotsch, Christian; Oschatz, Heike

:
Volltext (PDF; )

Dresden, 2013, XI, 112 S.
AIF-Forschungsbericht
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BMWi
IGF; 368 ZBR
Deutsch
Bericht, Elektronische Publikation
Fraunhofer IWU ()
Kompressionsstrumpf; Orthopädietechnik; Orthese; Therapieunterstützung; Formgedächtniseffekt; Hybridmaterial; Gewebeeigenschaft (Textil); Gewebekonstruktion; Produktentwicklung; Finite-Elemente-Methode

Abstract
Bei der Kompressionstherapie und Orthetik kommen vorrangig textile Hilfsmittel mit vordefiniertem Spannungs-Dehnungs-Verhalten zum Einsatz. Aus therapeutischer Sicht ist jedoch eine Struktur günstig, die sich patienten- und situationsspezifisch anpassen kann. Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung theoretischer und praktischer Verfahren zur Realisierung von Hybridstrukturen aus textilem Grundmaterial und thermisch-aktivierbaren Drähten aus Formgedächtnislegierung (FGL). Auf Basis der Vorbetrachtungen bieten derartige Strukturen großes Potential bei der Umsetzung einer adaptiven Hybridstruktur, die eine bedarfsgerechte Beeinflussung der Kraft- und Wegverläufe ermöglicht. Um eine gezielte Anpassung der mechanischen Eigenschaften der Hybridstrukturen auf unterschiedliche therapeutische Anforderungen zu bewirken, sind theoretische Betrachtungen und praktische Versuche erforderlich. Zur Gewinnung geeigneter Berechnungsgrundlagen sind auf Basis der FEM (Finite-Elemente-Methode) mikroskopische und makroskopische Ansätze untersucht worden. Unterschiedliche textile Verarbeitungstechniken kamen zur Entwicklung der Hybridstrukturen aus Textil und FGL zum Einsatz. Sowohl elastische Maschenwaren als auch steifere Gewebe wurden gefertigt, vermessen und prüftechnisch charakterisiert. Dabei wurden FGL-Drahtmaterialien einerseits als Fadenersatz in Kettrichtung verwebt und alternativ mittels Soutagetechnologie auf elastische Gewirke aufgestickt. Beide Betrachtungsweisen - numerisch und experimentell - führten nach einer Gegenüberstellung zu einem Berechnungsmodell, das eine effiziente Simulation der komplexen strukturmechanischen Zusammenhänge von FGL-Textil-Verbünden ermöglicht. Eine flächige Betrachtungsweise des Textils auf Basis biegeweicher Schalenelemente stellt zusammen mit einem anisotrop hyper-elastischen Materialansatz einen geeigneten Ansatz dar, um das strukturmechanische Verhalten zu simulieren.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-296544.html