Biege- und seitliches Quetschverhalten eines GFRP- und PA6-verstaerkten quadratischen Aluminiumrohres

Bending and lateral crushing behavior of a GFRP and PA6 reinforced aluminium square tube

Das Biegeverhalten eines duennwandigen quadratischen Aluminiumrohres (aluminum square tube (AST)) wurde mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) analysiert, und es wurden Verstaerkungsmassnahmen fuer die Komposittraeger basierend auf den Ergebnissen der FEM-Berechnungen beruecksichtigt. Entsprechend wurde das Biegeverhalten der duennwandigen ASTs mit internem Gusspolyamid (PA6) und externen glasfaserverstaerkten Polymeren (GFRP) mittels des quasi-statischen Dreipunkt-Biegeversuches experimentell untersucht. Darueber hinaus wurde das Biegeverhalten unter Impakt-Beanspruchung ebenfalls experimentell untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die lokale Beulung einen entscheidenden Einfluss auf das Biegeverhalten des Rohres hat und dass der Beitrag der inneren Verstaerkung effektiver als die alleinige aeussere Verstaerkung ist. Die Verstaerkungen ergeben eine entsprechende Zunahme von 575 % und 312 % in der Biegebeanspruchungsbarkeit und in der Schlagenergie. Die entwickelte Kunststoff-Metall-Kompositstruktur erscheint vielversprechend, insbesondere fuer kritische Teile, die als Unterstuetzungsglieder in Fahrzeugen dienen. Es wird angenommen, dass die Kombination dieser Materialien einen neuen Schwerpunkt des Interesses von Designern hervorruft, die besser geeignete Komposittraeger mit einer hohen Biegebelastbarkeit und Impaktresistenz suchen. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In this study, the bending behavior of a thin-walled aluminum square tube (AST) was analyzed using the finite element (FE) method, and reinforcing arrangements were decided for the composite beams based on the FE results. Accordingly, the bending behavior of thin-walled ASTs with internal cast polyamide (PA6) and external glass fiber reinforcement polymers (GFRP) were investigated experimentally via a quasi static three-point bending test. Moreover, bending performance under impact loading was also investigated experimentally. The results revealed that local buckling has a decisive influence on bending performance of the tube, and the contribution of inner reinforcement is more effective than outer reinforcement. The reinforcements provide 575 % and 312 % increases in bending load and impact energy, respectively. The developed plastic-metal hybrid-composite structure is promising especially for critical supporting parts in vehicles. It is thought that the combination of these materials will offer new focus of attention for designers seeking more appropriate composite beams with high bending load and impact resistance. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Eksi, S
    • Genel, K
    • Kapti, A O
    • Acar, K
  • Publication Date: 2018-6

Language

  • English

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 591-9
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01685129
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jun 27 2018 1:06AM