Materialmodell zur Festigkeitsanalyse gewebeverstärkter Faserverbundwerkstoffe

Hochbeanspruchte Faserverbundstruktur: Triebwerk-Fanschaufeln, Hydraulikzylinder, Profil-Leichtbauwellen (Bildquelle: TU Dresden)

Überlagerte Spannungszustände setzen sich hauptsächlich aus Zug- oder Schubspannungen in der Verbundebene und häufig überlagerte Druckspannungen quer dazu zusammen. Sie sind charakteristisch für die Lasteinleitungsbereiche von FKV-Bauteilen. Bisher fehlen zuverlässige Werkstoffkennwerte und Versagenskriterien, die solche Spannungsinteraktionen und den Einfluss der spezifischen Gewebearchitektur auf das Werkstoffversagen berücksichtigen. Die Forscher konzentrieren sich dabei auf kohlenstofffaserverstärkte Duroplast-Verbundwerkstoffe mit unterschiedlichen Gewebeverstärkungen. Sie untersuchen den Einfluss der Gewebearchitektur und der Verzahnung benachbarter Gewebeeinzellagen untereinander auf die Werkstofffestigkeiten. Zur Vertiefung des Materialverständnisses für das Schädigungs- und Bruchverhalten des Materials werden sowohl virtuelle Prüfungen mittels FEM als auch experimentelle Prüfungen durchgeführt.