Analyse und Modellierung des Schädigungsverhaltens faserverstärkter Kunststoffe bei zyklischer Beanspruchung mit Lastrichtungsumkehr

Die physikalisch begründete Beschreibung des Ermüdungsverhaltens faserverstärkter Kunststoffe unter Berücksichtigung des Einflusses der Mittelspannung sowie von Lastreihenfolgeeffekten ist noch nicht zufrieden stellend gelungen. Das Verständnis dieser beiden Effekte zählt aber zu den Grundvoraussetzungen für eine realistische Lebensdauerabschätzung von Bauteilen bei betriebsnahen Schwingbeanspruchungen.

Die Ziele des Forschungsvorhabens lassen sich zusammenfassen zu:

• Eingehende experimentelle Analyse der Schädigungsphänomenologie von Faser-Kunststoff-Verbunden bei zyklischer Belastung mit variablen Amplituden auf Faser-Matrix-Ebene, auf der Schichtebene sowie auf der Laminatebene und probabilistische Bewertung der Einflussfaktoren
• Experimentelle und numerische Charakterisierung der Zug-Druck-Asymmetrie der Steifigkeit und der passiven Schädigung auf Schicht- und Laminatebene
• Klärung und Beschreibung des Einflusses zuginduzierter Delaminationen bei nachfolgenden Druckbelastungsanteilen,
• Mathematische Beschreibung des Einflusses von Beanspruchungen mit Lastrichtungsumkehr im Unterschied zu schwellenden Belastungen und der Reihenfolge und Durchmischung von Blocklasten
• Erweiterung und Verifikation des FE-basierten kontinuums-schädigungsmechanischen Modells zur realistischen Beschreibung des Schädigungsverhaltens von FKV bei schwingender Belastung mit variablen Amplituden