Auch Faser-Kunststoff-Verbunde ermüden

Anbieter zum Thema

Jahrelange Erfahrung haben gezeigt, dass die Ermüdung von Bauteilen mit Langfaserverstärkung immer dann unproblematisch ist, wenn als statische Auslegungs-Dehngrenze 0.4 % für Zug (für Druck weniger) nicht überschritten werden und wenn ein mehrdirektionales Laminat vorliegt (faserdominiert). Bei Faserwelligkeit und bei einer erhöhten FKV-Ausnutzung wird die Situation jedoch nicht mehr so einfach sein. Schließlich beginnen manche schwachen Filamente schon bei 0,6 % Dehnung zu brechen, was besonders bei festem Filament-Matrix-Interface zu lokaler Mikroschädigung und weiterem Mikro-Ankerbungen führt und die Bauteillebensdauer verkürzt.

Fünf Versagensmoden bei transversal-isotropem UD-Laminat berücksichtigen

Die klassische Vorgehensweise bei der Abschätzung der Lebensdauer von FKV-Bauteilen ähnelt der bei Metallen. Als Kenngrößen werden Spannungsamplitude und Mittelspannung und zur Abschätzung der akkumulierten Schädigungen die sog. Wöhlerkurven (S-N-Kurven) benutzt. Mit der (relativen) Miner-Regel werden schließlich die Schädigungen akkumuliert. Als Schädigungaktivierer bei duktilem Verhalten von Metallen wird prinzipiell die anliegende Mises-Vergleichsspannung benutzt. Sie erfasst das Schubspannungsgleiten, das bei Zug-, Druck- oder Schubbeanspruchung gleichermaßen aktiv ist. Bei spröderem Verhalten ist aber als Schädigung erzeugender Versagensmechanismus nicht nur der Modus Schubspannungsfließen maßgebend, sondern auch die Schädigung durch den Modus Normalbruch. Dies wird durch die sogenannte Mittelspannungskorrektur in Ordnung gebracht.

(ID:36505830)