Entwicklung eines physikalisch begründeten Modells zur Vohersage verschiedener Bruchmechanismen in CFK unter faserparalleler Druckbelastung

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Walter Michaeli
• Subject Area: Lightweight Construction, Textile Technology
• Term: from 2007 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 34937598

Die Festigkeit faserverstärkter Kunststoffe unter Druckbelastung in faserparalleler Richtung ist deutlich geringer als unter Zugbelastung, so dass die Druckfestigkeit oftmals die für die Dimensionierung eines Bauteils bestimmende Größe ist. Viele Untersuchungen haben gezeigt, dass sich das Versagen unter faserparalleler Druckbelastung in verschiedene Bruchmechanismen aufgliedert. Die mikromechanische Untersuchung der Grundlagen der einzelnen Bruchmechanismen und damit die Einflussfaktoren auf deren jeweiliges Auftreten sind bereits recht gut erforscht. Allerdings hat dieses Wissen bisher kaum einen Einfluss auf die Entwicklung von Festigkeitskriterien für faserverstärkte Kunststoffe gehabt. In der praktischen Anwendung werden zur Vorhersage eines Faserbruchs bisher lediglich das Maximal-Spannungs-Kriterium oder einfache mathematische Interpolationsfunktionen benutzt. Diese tragen der physikalischen Tatsache, dass verschiedene Bruchmechanismen auftreten, keine Rechnung. Diese Diskrepanz zwischen dem Wissen über die mikromechanischen Vorgänge und der in der Anwendung verbreiteten Versagensanalyse soll im Rahmen der beantragten Arbeiten überbrückt werden, indem ein neues praxistaugliches Festigkeitskriterium entwickelt wird. Um Vertrauen in die neue Herangehens weise zu schaffen, sind grundlegende experimentelle Untersuchungen notwendig. Im Ergebnis soll die Vorhersage des Versagens von CFK unter faserparalleler Druckbeanspruchung auf einer sichereren - weil physikalisch begründeten - Grundlagestehen.

• DFG Programme: Research Grants