2023-06-252024-01-162023-06-25https://hdl.handle.net/11420/16325Effektive und zuverlässige Berechnungsmethoden für die Produktentwicklung mit Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) erlauben eine hohe Ausschöpfung von Leichtbaupotenzial, indem aufgrund des besseren Verständnisses der Wirkzusammenhänge und einer genauen Kenntnis der Verteilung von Einflussfaktoren Sicherheitsfaktoren reduziert werden können. Im vorliegenden Forschungsvorhaben soll eine Methode zur Berücksichtigung des Ermüdungsverhaltens von FKV in der Auslegung konzipiert, implementiert und evaluiert werden, die einerseits die Besonderheiten von optimierten Lagenaufbauten, andererseits den Einfluss von Material- und Strukturunsicherheiten auf das Ermüdungsverhalten berücksichtigt. Die Methode beinhaltet die Streuung der Einflussfaktoren und ermöglicht Produktentwickelnden robuste Entwürfe. Sie basiert auf ausführlichen experimentellen Untersuchungen auf verschiedenen Ebenen der Prüfpyramide, aus denen Rückschlüsse auf geeignete Bemessungsgrenzen zur Erfassung des FKV-Ermüdungsverhaltens gezogen, sowie auftretende Verteilungen einzelner Einflussparameter quantifiziert werden. Ausgehend von Couponproben werden die Ergebnisse sukzessive unter Berücksichtigung auftretender Unsicherheiten auf die Halbzeugebene übertragen. Ein weiterer Fokus liegt auf der Optimierung der Krafteinleitungsstellen. Nach umfassender Evaluation werden die Erkenntnisse in Softwarewerkzeuge übertragen, was die Akzeptanz von FKV-Leichtbau¬weisen bei Anwendern steigern soll. Abschließend werden gemeinsam von beiden Antrag¬stellern basierend auf der entwickelten Methode und einer aufgestellten Wissensbasis zwei verschiedene Demonstratorkonzepte abgeleitet, gefertigt und getestet. Auf Basis dieser Ergebnisse wird die entwickelte Methode evaluiert und weitere Potentiale aufgezeigt.Effective and reliable product development methods for fibre-plastic composites (FRP) allow a high degree of exploitation of lightweight design potential, as safety factors can be reduced due to a better understanding of the interactions and a precise knowledge of the distribution of influencing factors. In the present research project, a method for the consideration of the fatigue behaviour of FRP in the design is to be conceived, implemented and evaluated, which on the one hand considers the special features of optimised layer structures and on the other hand the influence of material and structural uncertainties on the fatigue behaviour. The method considers the scatter of the influencing factors and enables the product developer to create robust designs. It is based on detailed experimental investigations on different levels of the test pyramid, from which conclusions are drawn about suitable design limits for the determination of the FRP fatigue behaviour, and also quantifies occurring distributions of individual influencing parameters. Starting with coupon samples, the results are successively transferred to the semi-finished product level, considering any uncertainties that may occur. A further focus lies on the optimisation of the force introduction points. After comprehensive evaluation, the findings will be transferred to software tools, which should increase the acceptance of lightweight FKV construction methods among users. Finally, two different demonstrator concepts will be derived, manufactured and tested jointly by the two applicants based on the developed method and knowledge base. Based on these results, the method will be evaluated and further potentials will be shown.