Zur Gestaltung von hochbelasteten Leichtbau-Speichersystemen und -Hydraulikzylindern aus Faser-Thermoplast-Verbunden

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Eine einheitliche Gestaltung von hochbelasteten Leichtbau-Speichersystemen und Hydraulikzylindern aus Faser-Thermoplast-Verbunden wird entwickelt, wobei die Werkstoffauswahl auf den Anforderungen des Bauteils basiert. Zur experimentellen Kennwertermittlung wird ein neuer Z/DT-Probekörper entwickelt, der außergewöhnlich hohe Quer-Bruchdehnungen aufweist. Die Stofftransportvorgänge und Quelldehnungen werden durch statistische Versuchsplanungen beschrieben. Das TER-Verfahren zur Herstellung des Zylinderrohrs wird weiterentwickelt, und ein neuer Zuschnitt- und Drapierprozess, die Tailored-Tape-Konfektionierung, wird eingeführt. Demonstratoren werden in netshape gefertigt. Die Auslegung des Zylinderohrs berücksichtigt die geringe Quersteifigkeit und hohe Kriechneigung von FTV. Der Zylinderrohrverschluss wird nach dem Darmstädter Behälter-Bauweisen-Konzept gestaltet und durch statistische Versuchsplanung mit Metamodellen beschrieben. Verschiedene Versagensarten werden analysiert und Gegenmaßnahmen diskutiert, wobei die Leistungsfähigkeit des Verschlusskonzepts durch Zugversuche validiert wird. Ein Gestaltoptimierer generiert einen nahezu biegespannungsfreien Boden, und ein neues Dichtungskonzept für den Boden wird vorgestellt. Die Kolbenstange wird gegen Festigkeits- und Stabilitätsversagen ausgelegt, und eine Krafteinleitung wird entwickelt. Der Kolben und der Augenschluss werden grafisch optimiert. Eine FKV-Kolbenstange wird mit n