Untersuchungen von Nahtverbindungen zum Zwecke der steuerbaren Energieabsorption bei Krafteinleitungen in endlosfaserverstärkte Verbundwerkstoffe

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Die Energieabsorption von Strukturen ist im Falle von Missbrauchs- oder Crashbelastungen der wichtigste Einflussfaktor, der über den Versagenshergang der gesamten Konstruktion entscheidet und somit zu einem entscheidenden Dimensionierungskriterium wird. Endlosfaserverstärkte Verbundwerkstoffe (FKV) haben unter Zug- und/oder Biegebelastung im Vergleich zur Belastung unter Druck ein schlechtes Energieabsorptionsvermögen. Das Versagen tritt hierbei meist plötzlich, singulär und sehr spröde auf ohne effektiv Energie zu absorbieren. Dies ist ein gravierender Nachteil z.B. gegenüber metallischen Werkstoffen, die oft plastisch deformieren, Lastumlagerungen bewirken und so auch unter Zug- und/oder Biegebelastung signifikant Energie absorbieren. Ziel dieses Projektes ist die Steigerung der Energieabsorption und Strukturintegrität von FKV Konstruktionen unter kritischen Zug- und Biegebelastungen, indem die Verbindungen bzw. Krafteinleitungsstellen zwischen Bauteilen gezielt zur Energieabsorption herangezogen werden. In Nahtverbindungen sollen die Nahtpunkte als einstellbare „Sollbruchstellen“ eingesetzt werden, die über einer Rissstrecke Energie absorbieren. Die Versagenskräfte dieser Nahtverbindungen müssen unterhalb der Bauteilmaximallast liegen, um ein Bauteilversagen zu verhindern, und sollten nicht zu niedrig sein, um möglichst viel Energie zu absorbieren. Hieran ist ersichtlich, dass dieser Prozess eine gute Steuerbarkeit des Versagensverlaufs der Nähverbindung benötigt, wofür unter dem Aspekt der Energieabsorption die Grundlagen und die Einflussparameter fehlen und im Rahmen dieses Projektes erforscht werden sollen.