Auch Faser-Kunststoff-Verbunde ermüden

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Bei noch spröderem Verhalten sind alle auftretenden Versagensmoden zu berücksichtigen. Bei transversal-isotropem UD-Laminat beträgt deren Anzahl fünf. Außerdem ist es vorteilhaft, die Oberspannung σ_ober anstatt der Spannungsamplitude zu benutzen. Analog zur statischen Beanspruchungsgrenze, die bei einer Werkstoff-Anstrengung von 100 % erreicht ist, wird eine Schädigungssumme von D = 100 % als Maximalwert angesetzt. Bild 2 vermittelt die Verbindung zwischen dem statischen Nachweis und dem Lebensdauernachweis und visualisiert die wesentlichen Begriffe. Die Wöhlerkurve entspricht 100% Schädigung.

Ein Laminat aus konventionellem FKV ohne wesentliche Anfangsdefekte und Kerben verhält sich spröde. Es erfährt frühzeitig eine Ermüdungsschädigung (statisch sensitiv), zeigt jedoch ein gutmütiges Verhalten bis zum Totalversagen. Wurden in den vergangenen Jahren Fortschritte bei der Festigkeitsanalyse von UD- und von bestimmten textilen Laminaten gemacht, besteht bei denselben Laminaten in Bezug auf den Lebensdauernachweis noch ein dringender Nachholbedarf.

Arbeitsgruppe zur Abschätzung der Bauteillebensdauer gegründet

In Deutschland wurde dazu im Jahr 2010 von mehreren Universitäten und Instituten eine Arbeitsgruppe gegründet, die sich erst einmal um die einfachsten Laminate kümmert, die UD-Laminate – und darauf dann weiter aufbaut. Die Arbeitsgruppe versucht auf der Basis der einzelnen eingebetteten UD-Schicht (In-situ-Verhalten berücksichtigend) eine Verallgemeinerung bezüglich der gesamten Laminatfamilie zu finden. Mit der Anwendung schichtorientierter, physikalisch basierter Degradationsmodelle bei sich spröd verhaltendem FKV soll in Zukunft vermieden werden, dass bei jedem neu auf den Markt kommenden UD-Laminat alle notwendigen Tests wieder „gefahren“ werden müssen. Ziel dieser Arbeitsgruppe ist letztendlich die Schaffung einer VDI-Richtlinie für Composites analog zur bekannten FKM-Richtlinie.

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