Entwicklung einer mechanischen Verbindungstechnik für Sandwichwerkstoffe

Kempf, Alexander; Feldhusen, Jörg

doi:HT014253150

Entwicklung einer mechanischen Verbindungstechnik für Sandwichwerkstoffe

Kempf, Alexander (Author)

2004 & 2005

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Alexander Kempf

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2004

Umfang208, A228 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Prüfungsjahr: 2004. - Publikationsjahr: 2005

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Feldhusen, Jörg (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2004-12-02

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-10033
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/60799/files/05_002.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Maschinenwesen (400000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Schichtwerkstoff (Genormte SW) ; Sandwichbauteil (Genormte SW) ; Verbindungstechnik (Genormte SW) ; Festigkeit (Genormte SW) ; Bemessung (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Sandwich (frei) ; Hybrid (frei) ; Leichtbau (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Hohe Steifigkeit bei niedrigem Gewicht bildet einen wesentlichen Vorteil von Sandwichelementen. Obwohl sie deshalb insbesondere für die Darstellung großer, festikeitsbeanspruchter Strukturen sehr gut geeignet sind, werden sie in der maschinenbaulichen Praxis fast nur für untergeordnete Aufgaben eingesetzt. Dies liegt im Wesentlichen an der fehlenden, allgemein anwendbaren Verbindungstechnik für diese Elemente. Im ersten Teil der Dissertation erfolgt die systematische Erarbeitung aller Prinziplösungen zur mechanischen Verbindung zweier Sandwichelemente und deren Bewertung auf Basis konstruktionsmethodischen Vorgehens. Im zweiten Teil der Dissertation wird die Festigkeitsauslegung der besten Verbindungen durchgeführt. Dazu wird ein allgemeiner Lastfall definiert, auf dessen Basis die notwendigen Festigkeitsnachweise für Verbindungs- und Fügeelemente in allgemeiner Form formuliert werden. Im dritten Teil der Dissertation werden die besten Lösungen zu Prototypen weiterentwickelt. Dazu werden die quantitativen Gestaltparameter festgelegt, die Festigkeitsauslegungen aus Abschnitt zwei mit nun konkreten Zahlenwerten durchgeführt sowie, nach erfolgreichem Festigkeitsnachweis, die notwendigen Fertigungsunterlagen erstellt. Der Bau der Prototypen erfolgt in der institutseigenen Werkstatt.

One of the essential advantages of sandwich elements is high rigidity combined with low weight. These characteristics are ideal for the realization of large structures under great loads. However, in practical applications of mechanical engineering, sandwich elements are mostly used for subordinate tasks. The main reason for this is the lack of a generally applicable joining technology for such elements. The first part of this thesis discusses the systematic development of all principle solutions for a mechanical joining of two sandwich elements according to systematic engineering design theory as well as their evaluation and selection for further development. In the second part of the thesis, a strength-calculation of the best joining principles is carried out basing on an assumed general load case. Thereby, the calculations for the connecting- and joining-elements are formulated in a universally applicable way. These principle solutions are worked out as prototypes in the third part of the thesis. Therefore, the quantitative design parameters are defined and the calculation of the joints' strength (see part two of the thesis) is repeated with the actual values. After having thus proven the dimensioned parts' strength, all necessary production documents are provided. The prototypes are manufactured in the institute'S own workshop.

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