Untersuchung der Mikroinstabilitätsprobleme von Faserverbundwerkstoffen mit einigen typischen Schädigungsarten

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Die Komplexität der internen Struktur von inhomogenen Faserverbundwerkstoffen bestimmt die Vielzahl der Versagens- und Schädigungsmechanismen, die jedoch zuverlässig und systematisch untersucht werden müssen. Allein für Druckbelastung sind Knicken der Fasern, Ablösungen Faser-Matrix, Matrix-Risse, Faser-Brüche usw. als gefährliche Versagens- bzw. Schädigungsmechanismen auf der Mikroebene (Ebene Fasern-Matrix) bekannt. Sehr oft beginnt der Versagens- bzw. Schädigungsprozeß bei Druckbelastung mit der Instabilität einzelner oder mehrerer Fasern neben der Oberfläche oder einem Defekt, was auch andere der o.g. Schädigungsarten auslösen kann. Eine bereits existierende Schädigung kann diese Prozesse deutlich beschleunigen. Die Untersuchungen solcher Probleme wurden bisher meistens im Rahmen der erheblich vereinfachten Verfahren, nämlich mit kontinuierlichen, ein- oder zwei-dimensionalen Ansätzen, durchgeführt.Bei den vorgesehenen rigoroseren mikromechanischen Untersuchungen sollen die Faserverbundwerkstoffkomponenten separat mit dreidimensionalen Gleichungen beschrieben werden. Solche rigorose Problemaufnahmen führen zwar zu erheblichem Arbeitsaufwand, ergeben aber die einzigartige Möglichkeit, zuverlässige qualitative als auch quantitative Ergebnisse zu erhalten. Es sollen typische Mikroinstabilitätsprobleme von Faserverbundwerkstoffen mit einigen Schädigungsarten eingehend betrachtet werden.