Simulation des Aufpralls einer GFK-Verbundwerkstoffplatte (1/4-Modellierung der Baugruppe)
Luftverladbare geschützte Fahrzeuge wie z.B. die WS Dingo und Wiesel müssen über einen angemessenen Schutz gegen Splitter und Kleinwaffenmunition sowie einen Schutz gegen Druckwellen (Blast) verfügen. Blast stellt eine vergleichsweise komplexe Belastung dar, da Druckwellen insgesamt auf die Struktur einwirken. Gleichzeitig hängt der Explosionsschaden von verschiedenen Faktoren wie der Energieübertragung und dem Impuls der Ladung ab. Außerdem können auch der Abstand und die räumliche Orientierung des Ziels zur Ladung den vorherrschenden Schädigungsmechanismus des Materials verändern, so dass diese Situation zu erheblichen Herausforderungen bei der Auslegung und möglicherweise zu einem beträchtlichen zusätzlichen Gewicht der Schutzstruktur führt, wenn herkömmliche Materialien als Panzerung verwendet werden.
Faser-Metall-Laminate (FML) werden seit einigen Jahren als Strukturmaterial im Flugzeugbau eingesetzt und haben ihr Potenzial für den Explosionsschutz unter Beweis gestellt. Das Projekt BIFiMela zielt darauf ab, FML als innovativen und vielversprechenden Weg zur Gewichtsreduzierung von sprengwirkungshemmenden Strukturen einzusetzen. Das Hauptziel der Studie ist die Untersuchung der grundlegenden mechanischen Eigenschaften sowie die Analyse, Beschreibung und Modellierung der Eigenschaften verschiedener FML unter Aufprall- und Explosionsbelastung. Dies wird durch analytische und numerische Methoden (d.h. virtuelle Simulationen) erreicht und durch physikalische Tests ergänzt und validiert. Als sekundäres Ziel werden Kenntnisse von dem Einfluss einzelner Materialkombinationen (d.h. verschiedene Fasern, Matrizen und deren Kombinationen mit verschiedenen Aufbauten) und Herstellungsparameter auf die Leistung unter Explosionsbelastung angestrebt, wobei ein sehr geringes Strukturgewicht beibehalten wird.
