Industrielle 3D-Messtechnik

GOM
 
Verformungsmessung | Materialprüfung | Numerische Simulation
Numerische Simulation 
  
Untersuchung der Lastübertragung bei Bolzenverbindungen an CFK-Bauteilen 
ARAMIS
 
Messsysteme: ARAMIS
 
Keywords: Verbundproben, Bolzen
 
Das Ziel des nachfolgend beschriebenen Experiments ist die Überprüfung der Modelle zur numerischen Bestimmung des Load-Transfers von Bolzenverbindungen an CFK-Bauteilen und die Ermittlung der Materialstreuung.

Aufgabenstellung der optischen Feldmesstechnik

Die flächenhafte Dehnungsbestimmung an Bolzenverbindungen in verschiedenen Varianten, Ermittlung der Dehnungsmaxima.

Das Rasterverfahren ist dem DMS vorgezogen worden, da es eine hochaufgelöste flächenhafte Information mit graphischer Visualisierung bietet. Dadurch können die Dehnungsspitzen genau lokalisiert werden und das Verhalten der Probe wird intuitiv veranschaulicht. Zudem ermöglicht der geringe Präparationsaufwand die effiziente Untersuchungen einer großen Anzahl von Proben.

 
Messsystem an Prüfvorrichtung
Abb.1: Messsystem an Prüfvorrichtung
 
Beschreibung einer exemplarischen Probe

Doppelte Bolzenverbindung mit einer symmetrischen CFK-Plattenanordnung, Plattenmaterial 10 mm CFK, Bolzenmaterial Stahl, Zugversuch an den CFK-Platten.

Experimentelle Ergebnisse

Im Bild der Dehnungsverteilung in Längsrichtung liegen die Maximalwerte der Zugdehnungen gleichmäßig verteilt seitlich am oberen Bolzen. Sie erreichen Werte bis zu 0.3 %. Unterhalb dieses Bolzens befindet sich ein Druckbereich mit Werten bis zu -0.15 %.

Seitlich des unteren Bolzens wurden bei gleichem Plattenquerschnitt wie beim Oberen nur noch halb so große Zugdehnungen ermittelt. Dagegen befindet sich unterhalb dieses Bolzens ein Druckbereich, in dem nahezu doppelt so hohe Werte erreicht werden wie am oberen Bolzen.

 
Probe mit MusterSkizze der Probe
Abb.2: Probe mit MusterAbb.3: Skizze der Probe
 
LängsdehnungQuerdehnungScherung
Abb.4: LängsdehnungAbb.5: QuerdehnungAbb.6: Scherung
 
Die Zugbereiche in Querrichtung entsprechen von ihrer Größe und Lage den Druckbereichen in der Längsdehnung. Seitlich des Bolzens liegen in der Querrichtung unterschiedlich ausgeprägte Druckbereiche.

Ingesamt wurden zur Zugrichtung weitgehend symmetrische Dehungsverteilungen ermittelt.

Mit freundlicher Genehmigung von IMA Dresden, DaimlerChrysler Aerospace und DLR

  
 

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