Entwicklung eines Gesamtmodells zur Vorhersage der Festigkeiten einer Einzelschicht aus faserverstärktem Kunststoff unter Berücksichtigung der Laminatumgebung

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Die gängige, moderne Festigkeitsanalyse von Laminaten aus endlosfaserverstärktem Kunststoff findet schichtweise für jede unidirektionale Einzelschicht statt. Die Festigkeitskritehen für solche Einzelschichten haben mittlerweile eine hohe Genauigkeit erreicht Das schichtweise Vorgehen greift auf Festigkeitskennwerte zurück, die an freiliegenden Einzelschichten ermittelt werden. In einem realen Laminat treten zusätzlich jedoch auch Wechselwirkungen zwischen den Einzelschichten auf. Diese sog. „in situ -Effekte werden bei einer Festigkeitsanalyse in der Praxis kaum berücksichtigt. Das liegt vor allem daran, dass erst wenige Modellansätze zur Verfügung stehen, die mit akzeptablem Aufwand in die Vorgehensweise der modernen Festigkeitsanalyse integriert werden können. Es existiert noch kein anwendbares Gesamtmodell, das aufgrund zufrieden stellender Übereinstimmung mit experimentellen Beobachtungen empfohlen werden kann und in eine Software zur Laminatauslegung implementiert ist.Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Modells zur Bestimmung der Festigkeiten von Einzelschichten in der Laminatumgebung. Dazu soll ein in der Literatur bestehendes Modell zur Vorhersage der fasersenkrechten Zug- und der fasersenkrecht/-parallelen Schubfestigkeit unter Berücksichtigung der Schichtdicke um die Vorhersage der fasersenkrechten Druckfestigkeit erweitert werden. Anschließend soll das Gesamtmodell experimentell verifiziert und in eine aktuelle Software zur Laminatauslegung implementiert werden.