Leichtbauwerkstoffe
Um mit dem Leichtbau einen möglichst großen Beitrag zur Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz technischer Systeme zu erzielen, sind gute Kenntnisse der Leichtbauwerkstoffe nötig. Bei jeder Leichtbaukonstruktion ist eine Werkstoffwahl zu treffen. Dabei sind alle Anforderungen hinsichtlich der Funktionseigenschaft der Leichtbaukonstruktion, der Fertigung, des Transports, das Recycling und auch die Kosten zu berücksichtigen. In dieser Lehrveranstaltung wird ein Überblick über mögliche Leichtbauwerkstoffe erarbeitet.
Dabei wird ein besonderer Fokus auf Faserverbundkunststoffe gelegt, da diese ein großes Leichtbaupotential besitzen und große Designfreiheiten ermöglichen. Um das Potential der Leichtbauwerkstoffe maximal ausnutzen zu können, ist ein gutes Verständnis des mechanischen Verhaltens der Werkstoffe nötig. Dieses ist bei den Faserkunststoffverbunden besonders komplex. Es wird daher die Beschreibung des Deformations- und Versagensverhalten geschichteter Faserkunststoffverbunde detailliert betrachtet. Die Übungen werden teilweise im PC-Pool der Fakultät durchgeführt, um die Umsetzung komplexer Berechnungen mit Python zu erlernen.
Die Lehrveranstaltung richtet sich an alle Studierenden der Masterstudiengänge Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Mechatronik und Biomedizinische Technik, die Kenntnisse der Werkstoffmechanik von Leichtbauwerkstoffen erwerben möchten.
Modulbeschreibung
Lehrende: Prof. Dr.-Ing. Philipp Weißgraeber und Mitarbeiter:innen
Lehrinhalte:
- Grundlagen des mechanischen Verhaltens von Werkstoffen
- Metallische Werkstoffe
- Kunststoffe
- Faserkunststoffverbunde
- Halbzeuge zur Herstellung von Faserkunststoffverbunden
- Mikromechanik der unidirektionalen Einzelschicht
- Mechanisches Verhalten einer unidirektionalen Einzelschicht
- Mechanisches Verhalten eines Mehrschichtverbunds
- Versagen von Faserkunststoffverbunden
Leistungspunkte: 6
Prüfungsvorleistungen: keine
Art und Umfang der Prüfung: schriftlich, 60 Minuten
Zugelassene Hilfsmittel: Taschenrechner, Schreibzeug, Formelsammlung (eine Seite A4. hangeschrieben)
Literatur:
- Vorlesungsskript
- Ehrenstein, G.W.: Faser-Kunststoff-Verbunde. Springer-Verlag
- Bergmann, W.: Werkstofftechnik. Hanser-Verlag
- Neitzel, M.: Handbuch der Verbundwerkstoffe. Hanser-Verlag
