TY - THES

T1 - Prozessbasierte Kennwertermittlung (Permeabilität) mit anschließenden RTM-Versuchen manipulierter Preforms

AU - Kaufmann, Stefan

N1 - gesperrt bis null

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - In der vorliegenden Arbeit wurden Permeabilitätsmessungen für vier Materialien – drei Carbonfaser-Gelege und ein Glasfaser-Gewebe – durchgeführt. Im Zuge der Messungen wurden die Ergebnisse zweier hierfür am Lehrstuhl für Verarbeitung von Verbundwerkstoffen verfügbarer Messgeräte- dem optischen sowie dem kapazitiven Permeameter – verglichen und eine Untersuchung zum Einfluss des Druckes auf das Messergebnis ausgeführt. Des Weiteren wurden die Ergebnisse der kapazitiven Messungen für zwei Materialien mit jenen des IVW Kaiserslautern verglichen, wobei baugleiche Messgeräte und die gleiche Software zum Einsatz kamen. Abschließend wurden RTM-Versuche im optischen Permeameter mit manipulierten Preforms durchgeführt. Hierfür wurden aus den Standard-Preforms Teile herausgeschnitten und durch Barrieren aus Modelliermasse oder andere Textilien dieser Arbeit ersetzt. Drei Versuche wurden mit Hilfe von PAM-RTM simuliert und mit den realen Prozessen verglichen. Allgemein lieferte das optische Messverfahren Permeabilitätskennwerte, welche im Bereich einer Zehnerpotenz höher lagen als jene bei kapazitiver Messung. Als Grund werden Kompaktierungseffekte vermutet, da eine Korrelation zwischen Druck und Permeabilität beim optischen Verfahren festgestellt wurde. Die mittleren Standardabweichungen bezogen auf die Permeabilitäten und Anisotropien lagen bei drei bis 12,5 % und damit vergleichsweise niedrig. Das optische Messverfahren lieferte hier geringere Streuung. Die Vergleichsmessungen mit dem IVW Kaiserslautern lieferten für das Glasfaser-Gewebe sehr gute Übereinstimmung, während die Ergebnisse für das Kohlenstofffaser-Gelege bei höheren Faservolumengehalten abwichen. Der Abgleich zwischen RTM-Versuchen und Simulation lieferte gute Übereinstimmung für Preforms, welche mit Barrieren manipuliert wurden. Bei jenen Versuchen mit mehrteiligen Preforms aus unterschiedlichen Textilien kam es aufgrund von Race-Tracking-Effekten zu größeren Abweichungen.

AB - In der vorliegenden Arbeit wurden Permeabilitätsmessungen für vier Materialien – drei Carbonfaser-Gelege und ein Glasfaser-Gewebe – durchgeführt. Im Zuge der Messungen wurden die Ergebnisse zweier hierfür am Lehrstuhl für Verarbeitung von Verbundwerkstoffen verfügbarer Messgeräte- dem optischen sowie dem kapazitiven Permeameter – verglichen und eine Untersuchung zum Einfluss des Druckes auf das Messergebnis ausgeführt. Des Weiteren wurden die Ergebnisse der kapazitiven Messungen für zwei Materialien mit jenen des IVW Kaiserslautern verglichen, wobei baugleiche Messgeräte und die gleiche Software zum Einsatz kamen. Abschließend wurden RTM-Versuche im optischen Permeameter mit manipulierten Preforms durchgeführt. Hierfür wurden aus den Standard-Preforms Teile herausgeschnitten und durch Barrieren aus Modelliermasse oder andere Textilien dieser Arbeit ersetzt. Drei Versuche wurden mit Hilfe von PAM-RTM simuliert und mit den realen Prozessen verglichen. Allgemein lieferte das optische Messverfahren Permeabilitätskennwerte, welche im Bereich einer Zehnerpotenz höher lagen als jene bei kapazitiver Messung. Als Grund werden Kompaktierungseffekte vermutet, da eine Korrelation zwischen Druck und Permeabilität beim optischen Verfahren festgestellt wurde. Die mittleren Standardabweichungen bezogen auf die Permeabilitäten und Anisotropien lagen bei drei bis 12,5 % und damit vergleichsweise niedrig. Das optische Messverfahren lieferte hier geringere Streuung. Die Vergleichsmessungen mit dem IVW Kaiserslautern lieferten für das Glasfaser-Gewebe sehr gute Übereinstimmung, während die Ergebnisse für das Kohlenstofffaser-Gelege bei höheren Faservolumengehalten abwichen. Der Abgleich zwischen RTM-Versuchen und Simulation lieferte gute Übereinstimmung für Preforms, welche mit Barrieren manipuliert wurden. Bei jenen Versuchen mit mehrteiligen Preforms aus unterschiedlichen Textilien kam es aufgrund von Race-Tracking-Effekten zu größeren Abweichungen.

KW - Permeabilität

KW - LCM

KW - RTM

KW - Kohlenstofffaser

KW - Glasfaser

KW - Gewebe

KW - Gelege

KW - NCF

KW - Füllsimulation

KW - FKV

KW - Verbundwerkstoff

KW - PAM-RTM

KW - manipulierte Preform

KW - optisch

KW - kapazitiv

KW - Tränkungsverhalten

KW - Anisotropie

KW - Permeability

KW - RTM

KW - LCM

KW - anisotropy

KW - NCF

KW - fabric

KW - composite material

KW - PAM-RTM

KW - filling simulation

KW - optical

KW - capacity-based measurement

KW - carbon fibre

KW - glass fibre

M3 - Masterarbeit

ER -