Experimentelle und numerische Untersuchung des Schädigungsverhaltens von Einzelfaserverbunden

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Volker Ulbricht (†)
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 187807701

Im Projekt wird ein auf Homogenisierungsverfahren basierendes Konzept zur skalenübergreifenden Modellierung der Schädigung in Faser-Kunststoff-Verbunden auf drei Skalen - Mikro, Meso und Makro - verfolgt. Im ersten Antragszeitraum soll die Grundlage für die Vorhersage des effektiven Materialver-haltens eines konsolidierten Faserbündels auf Basis der Eigenschaften von Faser, Matrix und der dazwischen liegenden Grenzschicht geschaffen werden. Im Mittelpunkt der Arbeiten steht zunächst das Schädigungsverhalten eines Einzelfaserverbundes. Aus der Durchführung, der spannungsopti-schen Analyse sowie der numerischen Modellierung und Simulation von Einzelfaserfragmentierungs-versuchen (SFFT) folgen wesentliche Erkenntnisse zur Schädigungsphänomenologie. Die in der Lite-ratur häufig verwendeten Modelle zur Berechnung der Schubfestigkeit der Grenzschicht aus dem SFFT basieren auf der Annahme einfacher Spannungsverteilungen und sind nicht geeignet. Daher sollen die Festigkeit und die Bruchzähigkeit der Grenzschicht aus dem Vergleich der Simulation des SFFT mit experimentellen Ergebnissen bestimmt werden. Die für die Modellierung erforderlichen Kennwerte der Verbundbestandteile werden in Einzelfaserzugversuchen und Versuchen an reinem Matrixmaterial ermittelt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen