Fischer, S: Numerische Simulation der mechanischen Eigenscha

Sandwichstrukturen bieten aufgrund ihres dreischichtigen Aufbaus eine hohe Biegesteifigkeit bei geringem Gewicht. Sie sind daher eine interessante Alternative zu monolithischen Strukturen oder versteiften dünnwandigen Strukturen. Ein besonders hohes Leichtbaupotential wird bei der Verwendung von Faserverbund-Deckschichten und zellulären Kernen erreicht. Als Beispiel sind hier kohlenstofffaserverstärkte Werkstoffe als Deckschichtmaterial und Honigwaben als Kernwerkstoff zu nennen.Honigwaben zeichnen sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften aus, ihre Nachteile liegen in der kostenintensiven Fertigung und in ihrer geschlossenzelligen Struktur. Mit den Faltkernen ist ein neuartiges Sandwichkernmaterial in der Entwicklung, welches gute mechanische Eigenschaften mit einer kostengünstigen Fertigung kombiniert.Beim Faltkern handelt es sich um einen zellulären Sandwichkern, der durch Faltung eines ebenen Halbzeugs entsteht. Der Ansatz ist, durch die zelluläre Struktur ein hohes Leichtbaupotential zu erreichen und durch den Herstellungsprozess gleichzeitig eine kostengünstige Fertigung zu ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sich Faltkerne durch eine hohe Flexibilität in der Geometrie und in der Wahl des Grundwerkstoffs aus.In dieser Arbeit werden Faltkerne mit verschiedenen Einheitszellengeometrien und aus verschiedenen Materialien experimentell und numerisch untersucht. Die Halbzeuge sind Aramidpapier, Reinaluminium und PEEK. Ziel der Untersuchungen ist es, eine Methodik zur Vorhersage der mechanischen Eigenschaften von Faltkernen zu entwickeln.Die experimentellen Untersuchungen beinhalten Versuche mit den Grundwerkstoffen zur Gewinnung von Materialdaten für die später durchgeführten Simulationen. Die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge werden mittels Zug-, Druck-, Schub- und Biegeversuchen ermittelt. Die gewonnenen Daten werden in Materialmodelle zum späteren Einsatz in FE-Rechnungen