Konstruktionsregeln für Kohlefaserverbundwerkstoffe
Hinweise zu Laminatsymmetrie, Anisotropie, Verbindungen und Bearbeitung von Kohlefaserbauteilen.
Legen Sie Laminate mit ausgewogenen Faserlagenwinkeln aus, berücksichtigen Sie die Anisotropie, verstärken Sie Bohrungen und planen Sie bei der Verbindung mit Metallen eine galvanische Isolierung ein.
1Grundsätze des Laminataufbaus
Symmetrische, ausgewogene Lagenaufbauten reduzieren den Verzug. Vermeiden Sie mehr als vier aufeinanderfolgende Faserlagen mit demselben Winkel. Verstärken Sie Bohrungen mit ±45°-Lagen; Lochdurchmesser / Dicke < 2.
2Mechanik
UD-Prepreg: ca. 1500–2500 MPa in Faserrichtung, 50–80 MPa quer dazu. Richten Sie die Hauptlasten an der Faserrichtung aus.
3Verbindungen
Geklebte Überlappung ≥15× Dicke. Mechanische Befestigungselemente benötigen Unterlegscheiben; Randabstand ≥3× Lochdurchmesser. Isolieren Sie Schnittstellen zwischen Aluminium und Stahl.
4Fertigung
CNC-Bearbeitung mit Diamantwerkzeugen und geringem Vorschub, um Delaminationen zu verhindern. Drucken mit kontinuierlichen Fasern zur Validierung; Autoklav für die Produktion.
Wichtige Punkte
- Ausgewogene, symmetrische Laminataufbauten
- Lastpfad entlang der Faser
- Aussparungen verstärken
- Faserlagenwinkel dokumentieren
- Galvanische Korrosion bei Metallen verhindern
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