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Approach for Damage-Free Disassembly of Highly Stressed CFRP Structures

Kreikemeier, Janko und Schwieger, Hans Helge und Raake, Frederik und Opitz, Steffen (2026) Approach for Damage-Free Disassembly of Highly Stressed CFRP Structures. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, Seiten 1-6. Wiley. doi: 10.1002/pamm.70099. ISSN 1617-7061.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Kurzfassung

In today’s pursuit of sustainability, the aviation industry faces challenges in reusing materials and structural components made from carbon fiber-reinforced polymer (CFRP). Conventional downcycling methods degrade CFRP’s structural integrity by cutting load-bearing fibers and embedding them in new matrices, reducing performance. The authors propose a nondestructive disassembly concept using a precise wedge-based separation technique that preserves fiber integrity. This enables direct reuse of materials and components in identical or alternative applications, advancing recycling technologies and paving the way for Structural Life 2.0. Analytical and finite element analyses show the wedge separation mechanism is feasible and effective in shell structures without damaging the base material. Thinner wedges generate lower forces, depend less on panel stiffness, and require shorter crack initiation lengths, minimizing failure risk. Critical parameters should be defined during the design phase since retroactive changes are difficult. Thus, the philosophy of Design for Disassembly is proposed to integrate nondestructive separation features into new components. Building on previous analytical and numerical work, this paper extends investigations with experiments on coupon-level specimens and full-scale components using a self-developed test rig. Results confirm controlled separation of bonded elements without damaging fiber-reinforced materials. Key findings demonstrate the wedge-based process’s practical applicability, supporting advanced recycling strategies and sustainable reuse. The technique proves highly effective for nondestructive disassembly of stiffening elements and offers a promising solution for future sustainable component reuse.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224061/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Approach for Damage-Free Disassembly of Highly Stressed CFRP Structures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kreikemeier, JankoJanko.Kreikemeier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3898-7344213176153
Schwieger, Hans Helgehelge.schwieger (at) ita.uni-hannover.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raake, Frederikfreddy.raake99 (at) gmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Opitz, SteffenSteffen.Opitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1257-547X213176154
Datum:2026
Erschienen in:Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1002/pamm.70099
Seitenbereich:Seiten 1-6
Verlag:Wiley
Name der Reihe:SPECIAL ISSUE 95th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics (GAMM)
ISSN:1617-7061
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CFRP Disassembly, Structural Life 2.0, wedge-based process
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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
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemleichtbau > Nachhaltigkeitstechnologien
Hinterlegt von: Kreikemeier, Janko
Hinterlegt am:29 Apr 2026 09:43
Letzte Änderung:29 Apr 2026 09:43

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