Mechanik der Faserverbundwerkstoffe

Das Modul führt in die Grundlagen der Berechnung und Auslegung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen ein. Es erläuterte die physikalischen Ansätze und mechanischen Modelle und leitet die Theorien für heute angewendete Berechnungsverfahren ab. Auf der Ebene der Mikroskala werden die verschiedenen relevanten strukturmechanischen Phänomene erläutert, Mischungsregeln für den Faserverbundwerkstoff entwickelt und die unterschiedlichen strukturmechanischen Elemente definiert. Die klassische Laminattheorie wird hergeleitet und unterschiedliche Versagenskriterien erläutert. weiterhin werden spezielle Finite-Elemente Berechnungsverfahren für Faserverbundwerkstoffe sowie analytische Berechnungsansätze behandelt und an ausgewählten, vereinfachten Fallbeispielen angewendet. 

Lernergebnisse

• Sie können die behandelten Werkstoffmodelle erläutern und erlangen ein Verständnis über das Verhalten bei verschiedensten mechanischen Lasten hinsichtlich der Verformung, der Spannungen und dem Versagen.
• Sie können die getroffenen Annahmen und Vereinfachungen der Berechnungsverfahren interpretieren und erlangen damit Wissen über die Grenzen und Gültigkeit der Verfahren.
• Sie können zur Beschreibung einer Problemstellung eine Systematik zur Auswahl des richtigen Werkstoffmodells anwenden sowie die verschiedenen Randbedingungen zur Problemlösung implementieren.
• Sie sind in der Lage, Mischungsregeln für Faserverbundwerkstoffe anzuwenden und können weiterhin an einem vereinfachten Beispiel die klassischen Laminattheorie anwenden.
• Sie können verschiedene Versagenskriterien anwenden.
• Sie können die Vorgehensweisen und die Ergebnisse bei der strukturmechanischen Auslegung von Faserverbundwerkstoffen differenzieren und hinsichtlich ihrer Unterschiede analysieren.
• Sie können Lastpfade in Bauteilen identifizieren und bei der Auslegung des Bauteils berücksichtigen.
• Sie können das Verformungsverhalten von Faserverbundwerkstoffen bestimmen und das Bauteilversagen auf Spannungszustände zurückgeführen.
• Sie können die Anwendbarkeit eingesetzter Methoden bei Mischungsregeln und strukturmechanischen Berechnungen beurteilen.
• Weiterhin können Sie die Richtigkeit und Güte von strukturmechanischen Berechnungen von Faserverbundbauteilen bewerten.
• Sie können beurteilen, ob weiterführende Verfahren erforderlich sind.  

Modulverantwortung

Prof. Dr.-Ing. Axel S. Herrmann

Fachbereich Produktions­technik
Faserinstitut Bremen e. V.

Umfang

Dauer: 2 Semester

Arbeitsaufwand:
56 Std. Präsenzveranstaltungen 
+ 124 Std. angeleitetes Selbststudium

(entspricht 6 CP)

Prüfungen & Abschluss

Prüfung:

• schriftliche Prüfung

Abschluss:

• Modulzertifikat

Teilnahmeentgelt

450 Euro (= 75 Euro pro CP)

Mitglieder des Alumni-Vereins der Universität Bremen erhalten 5 % Rabatt.

Bewerbung

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Bewerbungszeitraum:
1. August - 15. September