Mikrostrukturelle Betrachtung des Einflusses von Poren auf die mechanischen Eigenschaften von faserverstärkten Kunststoffen

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Autor/in:
Beteiligte Personen:
  • Schulte, Karl
  • Fiedler, Bodo
Verlag/Körperschaft:
Hamburg University of Technology
Erscheinungsjahr:
2014
Medientyp:
Text
Schlagworte:
  • 620: Ingenieurwissenschaften
  • 620
Beschreibung:
  • Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Einflusses von Poren auf die mechanischen Eigenschaften von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) unter Drucklast. Um die Schadensentwicklung durch Poren in einem FKV näher be\-schrei\-ben zu können, wurde der komplexe dreidimensionale strukturelle Aufbau des Verbundes inklusive der Poren analysiert und dieser in einen vereinfachten modellhaften Verbund überführt. Der modellhafte Verbund besteht aus der Matrix und mindestens zwei Fasern, zwischen denen eine einzelne Pore platziert wurde. Neben der experimentellen Untersuchung des modellhaften Probekörpers, welche die Betrachtung des Spannungs- und Dehnungsverhaltens der Matrix mittels der optischen Spannungsanalyse und digitalen Bildkorrelation beinhaltet, wurde zusätzlich der Verbund mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode numerisch in einem parametrisierten Modell abgebildet und das Stabilitätsverhalten einer Faser analytisch beschrieben. Insbesondere die experimentelle Untersuchung erlaubte es, bei der Verwendung von zehn Fasern im modellhaften Probekörper die Schadensentwicklung in der unmittelbaren Umgebung einer Pore schrittweise zu beobachten. Gestützt durch Erkenntnisse aus der numerischen und analytischen Betrachtung konnte festgestellt werden, dass sowohl die Art und Weise der Stützung der Faser durch die Matrix, als auch deren Haftung untereinander versagensrelevant sind. Beide Aspekte führen zu einer frühzeitigen longitudinalen Ablösung der Faser von der Matrix mit anschließendem Stabilitätsverlust der Faser durch deren Ausknicken. Dies ist Ursache für weitere Faserbrüche, die aufgrund der Lastumlagerung initiiert werden. Untersuchungen an einem transparenten glasfaserverstärkten Kunststoff mit einer einzeln eingebrachten Pore boten darüber hinaus die Möglichkeit, die Erkenntnisse aus den Versuchen mit dem modellhaften Probekörper auf anwendungsnahe faserverstärkte Kunststoffe zu transferieren.
Lizenzen:
  • info:eu-repo/semantics/openAccess
  • http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Quellsystem:
TUHH Open Research

Interne Metadaten
Quelldatensatz
oai:tore.tuhh.de:11420/2054