TY - JOUR A1 - Romano, Marco A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Gebbeken, Norbert T1 - Parametric characterization of a mesomechanic kinematic in plain and twill weave 2/2 reinforced composites by FE-calculations JF - Archives of Materials Science and Engineering (ArchivesMSE) N2 - Purpose: A parametric characterization of a mesomechanic kinematic caused by ondulation in fabric reinforced composites is investigated by numerical investigations. Design/methodology/approach: Due to the definition of plain representative sequences of balanced plain-weave and twill-weave 2/2 fabric reinforced single layers based on sines the variable geometric parameters are the amplitude and the length of the ondulation. Findings: The mesomechanic kinematic can be observed in the FE analyses for both kinds of fabric constructions. Research limitations/implications: The FE analyses consider elasticity and contraction due to Poisson effects, respectively, of the model under selected longitudinal strains. Practical implications: The results are evaluated at relevant positions on the centre-line of the ondulated warp-yarn of the plain representative model. A direct and linear coupling in case of the transversal kinematic behaviour, and thereby a corresponding definite reduction of the evaluated longitudinal strains in terms of the difference of the applied and determined longitudinal strains is identified. Originality/value: Both characteristic purely kinematic reactions due to geometric constraints directly depend on the introduced degree of ondulation. This non-dimensional parameter relates amplitude and length of one complete ondulation, and thus represents the intensity of the ondulation of the respective fabric construction. Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.5604/01.3001.0013.2869 SN - 1897-2764 VL - 97 IS - 1-2 SP - 20 EP - 38 PB - Index Copernicus ER - TY - JOUR A1 - Romano, Marco A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Gebbeken, Norbert T1 - Structural mechanic material damping in fabric reinforced composites BT - a review JF - Archives of Materials Science and Engineering (ArchivesMSE) N2 - Purpose: A review regarding the acting mechanisms of structural dynamic material damping in fabric reinforced composites is presented. Design/methodology/approach: Mechanical acting principles identified by different investigations are considered. Aspects of the determination and calculation of structural mechanical material properties of fabric reinforced composites are described. Approaches intending the description and classification of ondulations in fabrics reinforced single layers are demonstrated. Findings: The mesomechanic geometry of fabrics is not considered sufficiently by relatively simple homogenization approaches. Yet, it significantly affects its structural dynamic material properties, especially the dynamic ones. Research limitations/implications: In each case the different damping mechanisms act coupled and occur at the same time. Therefore a separation procedure is required in any case. Practical implications: Against the background of the comparison and remarks of the presented papers a reasonable further procedure is recommended. Thereby, FE-calculations with a parametrical variation of the mesomechanic geometry in order to identify kinematic correlations due to geometric constraints are suggested. Originality/value: The idea of the representation of the geometric conditions in terms of a degree of ondulation is described. Such a non-dimensional specific value representing the intensity of the ondulation would enable the comparability of the results of different kinds of investigations. Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.7747 VL - 88 IS - 1 SP - 12 EP - 41 ER - TY - JOUR A1 - Valentino, Piergiorgio A1 - Sgambitterra, Emanuele A1 - Furgiuele, Franco A1 - Romano, Marco A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Gebbeken, Norbert T1 - Mechanical characterization of basalt woven fabric composites BT - numerical and experimental investigation JF - Frattura ed Integrità Strutturale (Fracture and Structural Integrity) N2 - Basalt fabric composite, with different twill wave reinforcements, i.e. twill 2/2 and twill 1/3, have been studied in this work by means of experimental tests and numerical finite element (FE) simulations. As fabric reinforcements show repeating undulations of warp and fill yarn, simple mixtures law cannot be applied. As a consequence, the mesoscopic scale, lying between the microscopic and the macroscopic one, has to be taken into account to mechanically characterize a fabric reinforced composite. The aim of this work is to evaluate the stiffness of a fabric reinforced composite in warp and fill direction. In particular a numerical FE model, assuming elliptical sections and sinusoidal shape of the yarns, has been implemented and experimental tests have been carried out in order to validate the proposed model. Finally, the strength and the failure modes le orientation, have been experimentally investigated. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.3221/IGF-ESIS.28.01 VL - 8 IS - 28 SP - 1 EP - 11 ER - TY - RPRT A1 - Schlamp, Matthias A1 - Ehrlich, Ingo ED - Baier, Wolfgang T1 - Analyse des Impact-Verhaltens gekrümmter Strukturbauteile von Luftfahrzeugen zur Entwicklung eines Strukturüberwachungssystems für faserverstärkte Kunststoffe - BIRD T2 - Forschung 2019 / Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg N2 - Die in Flugvorausrichtung weisenden Bauteile von Luftfahrzeugen sind oftmals durch Einschläge aufgrund von Vogelschlag, Hagel oder aufgewirbelten Kleinteilen gefährdet. Diese Einschläge, sogenannte Impacts, weisen bei faserverstärkten Kunststoffen ein stark krümmungs- und materialabhängiges Verhalten und Schadensausmaß auf. Impact-Schädigungen führen oftmals zu hohen Reparaturkosten, welche durch eine genauere Kenntnis des Schadens verringert werden können. Zur Klassifizierung dieser Schädigungen steht dabei vor allem das auftretende Frequenz signal des Impacts im Fokus der Untersuchungen. Y1 - 2019 UR - https://doi.org/10.35096/othr/pub-789 SN - 978-3-9818209-6-6 SP - 40 EP - 41 PB - VMK Verlag für Marketing & Kommunikation GmbH & Co. KG ER - TY - JOUR A1 - Romano, Marco A1 - Hoinkes, Carl J. J. A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Höcherl, Johannes A1 - Gebbeken, Norbert T1 - Experimental investigation of fibre reinforced plastics with hybrid layups under high-velocity impact loads JF - Frattura ed Integrità Strutturale (Fracture and Structural Integrity) N2 - This paper deals with experimental investigations concerning energy dissipation capacity of different kinds of reinforcement fibres in monolithic and hybrid layups under high-velocity impact loads. The investigated kinds of fibres are carbon, glass and basalt fibres. Therefore test panels, using the same thermoset resin, were built up and cured by autoclave processing. The fibre volume content of the test panels has been determined. Furthermore the influence of a separating layer at selected positions in the hybrid stacked panels was investigated. The results show the influence and the energy dissipation capacity of each single kind of fibre and the enhanced properties for the hybrid layups by hybrid stacking sequences and the use of a separating core material. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.3221/IGF-ESIS.29.34 VL - 8 IS - 29 SP - 384 EP - 398 ER - TY - RPRT A1 - Putzer, Michael A1 - Rasmussen, John A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Gebbeken, Norbert A1 - Dendorfer, Sebastian ED - Baier, Wolfgang T1 - Muskuloskelettale Simulation zur Untersuchung des Einflusses geometrischer Parameter der Wirbelkörper auf die Belastung der Lendenwirbelsäule T2 - Forschungsbericht 2013 / Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg Y1 - 2013 UR - https://doi.org/10.35096/othr/pub-799 SP - 60 EP - 61 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Romano, Marco A1 - Micklitz, Matthias A1 - Olbrich, Florian A1 - Bierl, Rudolf A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Gebbeken, Norbert T1 - Experimental investigation of damping properties of unidirectionally and fabric reinforced plastics by the free decay method JF - Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering N2 - Purpose: of this paper is experimental investigation of damping properties of unidirectionally and fabric reinforced plastics by the free decay method. Design/methodology/approach: For the evaluation of the presumed effect experimental structural dynamic investigations comparing unidirectionally and fabric reinforced plastics are carried out. In detail the free decay behaviour of flat beamlike specimens under fixed-free boundary conditions and relatively constant and reproducible displacement excitation is investigated. Findings: The vibrating structure has been measured by a laser scanning vibrometer PSV 400 from POLYTEC. In both cases evaluation of the results yields enhanced damping properties of the specimens with fabric reinforcement compared to the unidirectionally reinforced specimens. The results justify the presumed acting of a mesomechanic kinematic. Research limitations/implications: The results show that in either case the material damping in terms of the logarithmic decrement of the fabric reinforced material is higher than the material damping in of the unidirectionally reinforced material. Additionally, when the fabric reinforced specimens are addressed, in each case the plain weave reinforced specimens exhibited higher values of the material damping as the twill weave 2/2 reinforced ones. Originality/value: Ondulations in fabrics as a textile semi-finished product are caused by the alternating crossing of warp and fill yarns. In the mesoscopic scale the acting of a mesomechanic kinematic is presumed to enhance the damping properties under cyclic elastic deformation. For the evaluation of the presumed effect experimental structural dynamic investigations comparing unidirectionally and fabric reinforced plastics are carried out. KW - structural vibration KW - damping KW - fibre reinforced plastics KW - mesomechanic scale KW - fabric reinforced layer Y1 - 2014 VL - 63 IS - 2 SP - 65 EP - 80 ER - TY - RPRT A1 - Siegl, Marco A1 - Ehrlich, Ingo ED - Baier, Wolfgang T1 - Internationale Forschung zum Biege- und Deformationsverhalten von faserverstärkten Kunststoffrohren T2 - Forschung 2019 / OTH Regensburg Y1 - 2019 UR - https://doi.org/10.35096/othr/pub-789 SN - 978-3-9818209-6-6 SP - 42 EP - 43 PB - VMK Verlag für Marketing & Kommunikation ER - TY - RPRT A1 - Siegl, Marco A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Siegl, Marco A1 - Ehrlich, Ingo ED - Baier, Wolfgang T1 - Einfluss von Prozessparametern auf die Schmelzimprägnierung zur Herstellung von faserverstärkten Thermoplasten T2 - Forschung 2018 / Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg N2 - Die Erforschung von faserverstärkten Kunststoffen (FVK) mit thermoplastischer Matrix ist aufgrund der Schweißeignung als Verbindungstechnologie, der thermischen Umformbarkeit, der Recyclebarkeit sowie der verkürzten Prozesszeiten im Vergleich zu den vorwiegend eingesetzten faserverstärkten Duroplasten erstrebenswert. Die Wechselwirkung zwischen den physikalischen, mechanischen und geometrischen Parametern erhöht den Komplexitätsgrad des Herstellungsprozesses. Ziel ist daher die Entwicklung einer Imprägniertechnik, die eine Fasertränkung mittels eines Thermoplastschmelzbades ermöglicht. Y1 - 2018 UR - https://doi.org/10.35096/othr/pub-1382 SP - 72 EP - 73 PB - VMK Verlag für Marketing & Kommunikation GmbH & Co. KG ER - TY - THES A1 - Schlamp, Matthias T1 - Der Einfluss elliptischer Krümmung auf das Verformungs- und Schädigungsverhalten glasfaserverstärkter Kunststoffstrukturen N2 - In Industriebereichen, in welchen Masse aufgrund von Trägheit oder Gravitationsüberwindung einen beeinflussenden Faktor ausmacht, wie beispielsweise der Luft- und Raumfahrt oder der Windkraft, spielen faserverstärkte Kunststoffstrukturen aufgrund ihres Leichtbaupotentials hinsichtlich der dichtespezifischen Steifigkeit und Festigkeit eine große Rolle. Außen liegende Bauteile in Form dünnwandiger Flächentragwerke in diesen Anwendungen weisen zumeist nicht eine kreisrunde, sondern unstetige Bauteilkrümmung auf und sind aufgrund ihres Einsatzortes durch Schlagbelastungen (Impacts) in verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen gefährdet. Besonders im Niedergeschwindigkeitsbereich sind diese Impacts bei diesen meist gekrümmten Strukturen als kritisch zu beurteilen, da sie von außen oftmals nicht sichtbar sind, sich aber stark auf die verbleibende Restfestigkeit, insbesondere die Druck- und Schwingfestigkeit, aufgrund inter- und intralaminarer Schädigungen auswirken. Sie stellen demnach eine kritisch zu betrachtende Belastungsart dar. In der vorliegenden Arbeit werden oben benannte unstetig gekrümmte Flächentragwerke auf eine unstetig elliptisch gekrümmte Prüfkörpergeometrie in Anlehnung an den Querschnitt einer Flügelvorderkante abstrahiert. Mittels experimenteller, numerischer und analytischer Untersuchungen wird ein grundlegendes Verständnis des Krümmungseinflusses auf das Schädigungs- und Verformungsverhalten ebendieser Strukturen bei Impact-Belastung und quasi-statischer Druckbelastung erarbeitet. Prüfkörper mit vier verschiedenen Krümmungsstufen werden dahingehend unter Verwendung einer Fallbolzenanlage im Niedergeschwindigkeitsbereich schädigend geprüft und die resultierende projizierende Schadensfläche in Abhängigkeit des Krümmungsgrades ausgewertet. Zur Untersuchung des reinen Krümmungseinflusses werden Prüfkörper in quasistatischen Druckversuchen im elastischen Bereich auf deren Verformungsverhalten hin analysiert. Durch Einführung des geometriebedingten Verformungswiderstandes als vergleichende Kenngröße kann auf Basis lokal variierender Struktursteifigkeiten ein Zusammenhang aus dem Impact-Verhalten und dem elastischen Verformungsverhalten gleicher Krümmungsstufen geschlossen werden. Durch begleitende numerische Untersuchungen wird das Verformungsverhalten sowie die sich dabei einstellenden einzelschichtspezifischen Spannungszustände untersucht. Weiterhin werden bestehende analytische Berechnungsmethoden für stetige Kreisbögen im Berechnungsumfang erweitert und auf die vorliegende Problemstellungübertragen. Eine Gegenüberstellung und Diskussion aller erfassten Versuchs- und Berechnungsergebnisse zeigt abschließend gemeinsame Abhängigkeiten auf. KW - Gekrümmte Struktur KW - Impact-Schädigung KW - Strukturmechanik KW - Glasfaserverstärkter Kunststoff Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.6094/UNIFR/228064 N1 - Der Dr.-Titel wurde von der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau verliehen. ER - TY - THES A1 - Kastenmeier, Andreas T1 - Biegeverhalten faserverstärkter Kunststoffrohre unter Berücksichtigung einer mehrreihigen Bolzenverbindung N2 - In der vorliegenden Arbeit wird die Charakterisierung des mechanischen Verhaltens von auskragenden Rohren aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) mit Querkraftbelastung an einem Ende und einer mehrreihigen Bolzenverbindung am anderen Ende behandelt. Bolzenverbindungen mit Fügepartner aus CFK werden im Stand der Technik nur an ebenen, zug- oder druckbelasteten, Verbindungen untersucht, weshalb der Einfluss der Biegebelastung, der gekrümmten Auflageflächen und des geschlossenen Rohrprofils untersucht und qualifiziert wird. Zudem zeigt sich ein Effekt der Abstützung bzw. resultierenden Verformungsbehinderung. Die Grundlage der Untersuchungen bilden 2-Punkt-Biegeversuche mit Verzerrungs- und Verschiebungsmessungen, die über FE-Modelle numerisch abgebildet und in einer Verzerrungs- und Spannungsanalyse detaillierter ausgewertet werden. Zur Darstellung des Einflusses der Biegebelastung werden zudem reine Zug- und Drucklasten aufgebracht, ausgewertet und abgeglichen. In drei Variationen des Biegeversuchs werden zudem, sowohl experimentell als auch numerisch, Effekte zu einer möglichen Steigerung der Verbindungsfestigkeit untersucht. Dazu zählt die Verwendung von zusätzlichen Schichten aus Titanlegierung im Kraftüberleitungsbereich, ein Versetzen der Bolzen im Umfang und eine Änderung der Abstützung in Lastrichtung. Für das Biegeverhalten der CFK-Rohre im frei auskragenden Bereich werden kontinuumsmechanische Modelle der anisotropen Elastizität für Rohre unter reiner Biegebelastung beschrieben, adaptiert und bezüglich der Ergebnisse bewertet. Um die Vergleichbarkeit der Berechnungsmodelle und Versuche zu gewährleisten, wird einerseits der Einfluss der speziellen Schichtstruktur in gewickelten CFK-Rohren diskutiert und andererseits werden die transversal-isotropen Materialeigenschaften der Einzelschicht an Probekörpern aus den Rohren bestimmt. KW - Kunststoffrohr KW - Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff KW - Krafteinleitung KW - Bolzenverbindung KW - Biegezugfestigkeit KW - Bolzenverbindung KW - Biegeverhalten KW - Rohr KW - Faserverbund KW - Krafteinleitung Y1 - 2020 UR - https://athene-forschung.unibw.de/135000 UR - http://d-nb.info/1229961569/34 N1 - Kooperative Promotion zwischen der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (Prof. Dr.-Ing. Ingo Ehrlich) und der Universität der Bundeswehr München ER -