Schädigungsverhalten von glasfaserverstärkten Kunststoffen aus Multiaxialgelegen unter biaxialer Ermüdungsbelastung

Thema dieser Arbeit ist die Beschreibung der Schädigung von Faserverbundwerkstoffen unter biaxialer Ermüdungsbelastung am Beispiel von Multiaxialgelegen. Nach einer theoretischen Einführung wird das im Rahmen der Arbeit durchgeführte, aufwendige Versuchsprogramm dargestellt. Innerhalb dieses Versuchsprogramms wurden Rohrproben unter systematisch variierten biaxialen Lastzuständen experimentell belastet und untersucht. Die hieraus resultierenden Ergebnisse in Form von Steifigkeitsdegradation und Rissdichten wurden hinsichtlich der Schädigungsmechanismen ausgewertet und bilden die Grundlage für die nachfolgende Modellbildung. Das erarbeitete Modell basiert auf einem vereinfachten FEM-Modell, mit welchem durch ModelIierung diskreter Rissedie Steifigkeiten einer geschädigten, unidirektionalen Einzelschicht modelliert wurden. Zur Validierung dieses Modells wurden die experimentell aufgenommenen Ergebnisse verwendet. Eine Wiedergabe der relevanten Mechanismen konnte gezeigt werden. Abschließend wurden Überlegungen zur Rissakkumulation durchgeführt. Innerhalb dieser wurde ein vereinfachter Ansatz für ein Zwischenfaserbruch-Festigkeitskriterium, welches bei Ermüdungsbelastung gültig ist, aufgestellt. Die Arbeit schließt mit einem Fazit und einem Ausblick für zukünftige Forschungsansätze.