Erweiterung der Wirkebenen-Festigkeitskriterien von Faser-Kunststoff-Verbunden auf Interaktionen benachbarter Schichten bei schwingender Beanspruchung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Helmut Schürmann
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5411933

Eine schichtenweise Festigkeitsanalyse eines Laminates, insbesondere mit physikalisch begründeten, auf Wirkebenen bezogenen Festigkeitskriterien führt prinzipiell nicht nur bei quasistatischer Belastung, sondern auch bei schwingender Belastung zu realistischen Ergebnissen, wenn entsprechend durch Versuche ermittelte Zeitfestigkeitswerte eingesetzt werden und mittels geeigneter Degradationsmodelle der relative Traganteil durch Zwischenfaserbruch geschädigter Schichten abgemindert wird. Bisher ist eine exakte Lebensdauervorhersage jedoch nur bei Laminaten möglich, deren einzelne Schichten durch so genannte Rissstopperschichten voneinander getrennt sind. Das bedeutet, dass bei Standardlaminaten ohne Rissstopperschicht die von Zwischenfaserrissen auf angrenzende Schichten ausgeübte Interaktion, d. h. Kerbwirkung und die hierdurch hervorgerufene Zerrüttung des Laminates nicht erfasst wird. Dies führt dazu, dass das Laminat deutlich früher versagt, als dies mit den heutigen Versagenskriterien vorherbestimmt werden kann, da diese nicht berücksichtigen, dass sich die Schichten beim Versagen gegenseitig beeinflussen. Das beantragte Projekt verfolgt das Ziel, die auf Wirkebenen bezogenen Festigkeitskriterien so weiter zu entwickeln, dass die Auswirkungen der sich gegenseitig beeinflussenden Schichten mit berücksichtigt werden können, um somit eine verbesserte Lebensdauerberechnung für beliebige Laminataufbauten durchführen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen