Beitrag zu anisotropiebedingten Koppeleffekten bei rotationssymmetrischen mehrschichtigen Faserverbundbauteilen

Zielsetzung dieser Arbeit ist die Entwicklung einer neuen anisotropiebedingten Welle/Nabe-Verbindung, welche erstmalig in einem Leichtbau-Schnellspannsystems für die Verpackungstiefdruckindustrie zur Anwendung kommt. Bei der Konzeption, Auslegung und Herstellung derartiger Leichtbaustrukturen wird nicht nur das Potenzial von Faser- Kunststoff-Verbunden (FKV) belastungsgerecht ausgeschöpft, sondern ein effizienter Wechsel von Druckformen und ein energiesparender Anlagenbetrieb gewährleistet. Zum Einsatz kommen erstmals die anisotropiebedingten Koppeleffekte, die aufgrund einer axialen Druckkraft eine radiale Aufweitung der definiert geschichteten FKV-Welle zulassen. Die Erstellung entsprechender Gestaltungsrichtlinien für rotationssymmetrische FKV-Bauteile mit derartigen Koppelphänomenen erfolgt in einer differenzierten Betrachtung der einzelnen Basiskennwerte. Dies beinhaltet die Bestimmung der makroskopischen Verbundeigenschaften und die Untersuchung der Auswirkung verschiedener Verbundkomponenten auf die Ausprägung dieser noch unbekanten Struktureffekte sowie die Ableitung von Handlungsempfehlungen für die Auswahl optimaler Faser-Matrix-Kombinationen der Einzelschichten. Zur Beschreibung der mechanischen Laminateigenschaften kommen sowohl die klassische Laminattheorie als auch das analytisch basierte Modell zur Berechnung von dickwandigen Mehrschichtverbund(MSV)-Zylinderschalen zur Anwendung.