Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss einer hohen faserparallelen Spannung auf das Zwischenfaserbruchgeschehen in CFK

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Der Werkstoff kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) gewinnt als idealer Leichtbauwerkstoff in strukturellen Anwendungen stetig an Bedeutung. Allerdings steht trotz großer Fortschritte in den letzten Jahrzehnten die Festigkeitsanalyse von Laminaten aus CFK noch immer nicht auf einer vollständig gesicherten Basis. Ziel des hier beantragten Vorhabens ist es, den Einfluss einer hohen faserparallelen Spannung auf die Ausbildung von Zwischenfaserbrüchen zu untersuchen. Diese Fragestellung ist einer der letzten ungeklärten Bereiche bei der Aufsteilung einer vollständigen statischen Versagenshypothese für endlosfaserverstärkte Kunststoffe. In den meisten gängigen differenzierenden Versagenskriterien wird kein Einfluss der faserparallelen Spannung in der Zwischenfaserbruchbedingung berücksichtigt. Dieses Vorgehen scheint jedoch einer genaueren Betrachtungsweise nicht Stand zu halten. In der Folge kann dies zu einer deutlichen Unsicherheit in der Berechung der Versagensgrenze führen. Um diese offene Frage in der Bauteilauslegung zu beseitigen, muss eine Reihe mehrachsiger Belastungsversuche an CFK-Probekörpern durchgeführt werden. Im Ergebnis soll eine verbesserte Bruchbedingung für das Auftreten von Zwischenfaserbrüchen formuliert und verifiziert werden.