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In-situ quantification of manufacturing-induced strains in fiber metal laminates with strain gages

Wiedemann, Johannes und Prussak, Robert und Kappel, Erik und Hühne, Christian (2022) In-situ quantification of manufacturing-induced strains in fiber metal laminates with strain gages. Composite Structures, Seiten 1-14. Elsevier. doi: 10.1016/j.compstruct.2022.115967. ISSN 0263-8223. (eingereichter Beitrag)

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Kurzfassung

The predominant use of FBG sensors to characterize the residual stress state in composite materials to date does not permit absolute strain measurements. The reason for this is the loss of the connection between the sensor and laminate during phase transitions of the resin. Thus, points of significant changes in the measurement signal (e.g. bonding temperature) need to be used for the residual stress evaluation. For fiber metal laminates (FML) however, strain gages applied to the metal layer allow absolute strain measurements since the metal behaves purely elastic over the entire manufacturing process. Hence, residual stresses in the metal layer of an FML are quantified directly. Despite the sensors being applied to the metal layer, it is shown that the cure state of the resin can still be analyzed by changes in the coefficient of thermal expansion. Thus, the effects of different modifications to the cure cycle are assessed in terms of residual stress reduction. It is shown that assuming the bonding temperature to be equal to the stress-free temperature results in a conservative estimation of the residual stress state. The strain gage signal is shown to be in good agreement with FBG sensor data during a combined experiment.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/185944/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:In-situ quantification of manufacturing-induced strains in fiber metal laminates with strain gages
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wiedemann, Johannesjohannes.wiedemann (at) tu-braunschweig.dehttps://orcid.org/0000-0003-2040-0143NICHT SPEZIFIZIERT
Prussak, RobertRobert.Prussak (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9777-0495NICHT SPEZIFIZIERT
Kappel, ErikErik.Kappel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8760-8451NICHT SPEZIFIZIERT
Hühne, ChristianChristian.Huehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2218-1223NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:Composite Structures
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.compstruct.2022.115967
Seitenbereich:Seiten 1-14
Verlag:Elsevier
ISSN:0263-8223
Status:eingereichter Beitrag
Stichwörter:Fiber metal laminate (FML) hybrid laminate residual stress curing strain strain gage fiber Bragg grating (FBG) process monitoring smart cure cycle
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen, L - Werkstoffe und Herstellverfahren
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Funktionsleichtbau
Hinterlegt von: Kappel, Dr.-Ing. Erik
Hinterlegt am:11 Apr 2022 06:47
Letzte Änderung:30 Jun 2023 10:48

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