In-situ-Charakterisierung der Materialeigenschaften von Metall-CFK-Hybridlaminaten

In der vorliegenden Arbeit wurde die Materialklasse der Faser-Metall-Laminate (FML) um eine kosteneffiziente Variante erweitert, welche durch die Verwendung von thermoplastischem Matrixmaterial Vorteile bei der automatisierten Fertigung durch den Einsatz vorkonsolidierter Halbzeuge mit sich bringt. Eine gute Haftung der Materialpartner durch geeignete Oberflächenvorbehandlungen sowie Schutz vor galvanischer Korrosion durch den Einsatz geeigneter Zwischenlagen wurde bei der Herstellung der FML untersucht. Die mechanische Belastung der Grenzfläche wurde mittels adaptierter Prüfverfahren getestet, wobei Kurzbalkenbiegeversuche (ILSS) zum Vergleich der Oberflächenvorbehandlungen, sowie rissöffnende Belastungen (Modus I) und Schubbelastungen (Modus II) für weitere Materialcharakterisierungen untersucht wurden. Auf Basis der Nakajima-Prüfnorm wurde ein Versuchsaufbau zur Ermittlung der Grenzformänderungskurve entwickelt, der Tiefungsversuche bis 250 °C zulässt und die Bestimmung der erzielbaren Umformgrade und damit die Vorhersage der Prozessierbarkeit der FML-Halbzeuge untersucht. Die Auswertemöglichkeiten dieses Tiefungsversuchs wurden durch den Einsatz von CT-Messungen erweitert, um Aussagen über die Verbindungsgüte der Lagen innerhalb der Probe zu evaluieren. Um den Einfluss von unterschiedlichen Temperaturen auf den Verbund zu bewerten und Dehnungen zu visualisieren, wurde mittels in-situ Prüfung im Röntgen-Computertomografen digitale Volumenkorrelation an einer FML-Probe angewandt