Verbundeigenschaften, Mikrostruktur und Prozessanalyse ultraschallgeschweißter Leichtmetall/CFK-Verbunde

Abstract: Hybride Strukturbauteile prägen durch die gezielte Applikation der geeigneten Werkstoffe moderne Leichtbauanwendungen im Flugzeug- und Automobilbau. Die damit einhergehende Zahl zu fügender Schnittstellen artfremder Konstruktions- werkstoffe stellen etablierte Fügetechnologien aufgrund der unterschiedlichen physi- kalischen und mechanischen Eigenschaften der eingesetzten Materialien vor Heraus- forderungen. Wärmearme Fügetechnologien ermöglichen die Realisierung hybrider Verbindungen bestehend aus Aluminiumlegierungen und faserverstärkten Thermo- plasten. Daher wird in der vorliegenden Arbeit die Technologie des torsionalen Ultraschallmetallschweißens für hybride Leichtbauanwendungen untersucht. Durch mathematische Werkzeuge wie der statistischen Versuchsplanung werden geeignete Prozessparameter für zwei elektrochemisch entkoppelte Konzepte bei Einsatz der Aluminiumlegierungen EN AW-2198 und EN AW-5024, sowie der thermoplasti- schen Matrixsysteme PEEK und PPS identifiziert. Mit Hilfe erweiterter Prozess- parameteraufzeichnung und thermischer Analytik wird ein zeitliches und lokales Modell der Bindungsbildung abgeleitet. Eine Segmentierung der Fügezone und die daraus abgeleitete lokale Festigkeitsverteilung erlauben eine konkrete Charakte- risierung der sich ausbildenden Bindungsmechanismen. Mittels moderner zerstö- rungsfreier Analyse durch 3D-Röntgenmikroskopie können Prozessabläufe im Detail untersucht und der Einfluss ungeeigneter Parameter bewertet werden. Die mechani- schen Eigenschaften der untersuchten Verbunde werden hinsichtlich quasistatischer und zyklischer Belastung geprüft und Unterschiede im Versagensverhalten mit Hilfe von Licht- und Elektronenmikroskopie bewertet

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Deutsch
• Notes: Universität Freiburg, Dissertation, 2023

Classification and Topics

• Keyword: Faserverstärkter Kunststoff ; Aluminiumlegierung ; Fügen ; Mechanische Eigenschaft ; Faserverbundwerkstoff ; Metallischer Werkstoff ; Kunststoff-Metall-Verbund ; Ultraschallschweißen ; Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff ; Aluminium ; Leichtbau

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Freiburg
• (who): Universität
• (when): 2023
• Creator: Staab, Florian
• Contributor: Balle, Frank ; Balle, Frank ; Amancio, Sergio ; Walter und Ingeborg Herrmann Professur für Leistungsultraschall und Technische Funktionswerkstoffe / EFM ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Institut für Nachhaltige Technische Systeme ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Fakultät für Angewandte Wissenschaften

Further information

• DOI: 10.6094/UNIFR/232444
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-2324445
• Rights: Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 25.03.2025, 1:48 PM CET