Anwendung der FGL-Hybridgarne in adaptiven Faserverbundstrukturen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel soll anhand von zwei Demonstratoren der Einsatz von Formgedächtnislegierungen (FGL), integriert durch Hybridgarne, für die Verformung von Faserverbundstrukturen beispielhaft aufgezeigt werden. Die Realisierung der Demonstratoren bildet abschließend die Verifikation der erarbeiteten, theoretischen Grundlagen aus den vorangegangenen Untersuchungen. Der Aufbau und die Formgebung der Demonstratoren soll am Beispiel der biaxial-verstärkten Verbundstruktur aus Kapitel 5 erfolgen. Dafür werden die Formgedächtnisdrähte 2a und 3a, wie in Kapitel 4 beschrieben, zu FGL-Hybridgarnen mit einem aus Glasfasern bestehenden Mantel verarbeitet und auf der Schussseite des biaxial-verstärkten Gestrickes, welches nach der Konsolidierung die Zugseite der durch Eigenspannungen gekrümmten Verbundstruktur ist, angeordnet. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit der Formgedächtnisdrähte und der Verbundstrukturabmessungen werden pro Demonstrator und FGL-Variante händisch 20 FGL-Hybridgarne integriert. Dieses Vorgehen wird durch die einseitige Erhöhung des Glasfaseranteils infolge der FGL-Hybridgarnintegration die Ausgangskrümmung der Verbundstruktur verändern. Das wird in Kauf genommen, da die Funktionsüberführung und -überprüfung der FGL über alle Prozessstufen bis zur konsolidierten Verbundstruktur im Vordergrund steht. Diese Erhöhung des Glasfaseranteils durch die händische Integration tritt bei der späteren Verwendung der FGL-Hybridgarne nicht auf, da sie maschinell verarbeitet werden und bei der Integration in das Flächengebilde die eigentlichen Verstärkungsfäden substituieren. Dabei ist bei der Herstellung der FGL-Hybridgarne sicherzustellen, dass die Feinheit des FGL-Hybridgarnes unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Materialien mit der Feinheit des substituierten Verstärkungsfadens gleich ist.