Charakterisierung des Degradationsverhaltens und numerischer Simulation der Versagensmechanismen

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In diesem Teilprojekt sollen die Schädigungsmechanismen in den Schichten aufgeklärt und das Degradationsverhalten der Schichtverbunde aus Ti-Legierung und faserverstärkter Kunststoffmatrix numerisch untersucht werden. Das Ziel ist es, werkstoffphysikalisch basierte Versagensmodelle abzuleiten, die durch experimentelle Untersuchungen der Teilprojektpartner abgesichert sind und mit phänomenologischen Werkstoffmodellen zur Beschreibung des mechanischen Verformungsverhaltens der Schichtverbunde korrespondieren. Die Parameter für das Faserversagen und für die Faser/Matrix-Ablösung, die Eigenschaften der Metall- und CFK-Schichten sowie die Festigkeit der Grenzflächen zwischen den Schichten werden durch inverse Modellierungen bzw. aus experimentellen Daten der Teilprojektpartner gewonnen. Die Schädigungsphänomene werden durch skalengerechte kontinuumsmechanische Versagensmodelle auf der jeweiligen Längenskala unter Einbeziehung von Eigenspannungen durch den Herstellungs- und gegebenenfalls durch vorhergegangene Umformprozesse simuliert. Die Versagensparameter jeder Skala werden durch Homogenisierungsverfahren zur Beschreibung des Werkstoffversagens der Schichten und des Schichtverbundes erfasst und für die Bauteilsimulation bereitgestellt.