Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) weisen neben den Vorteilen, wie erzielbarer hoher spezifischer Steifigkeiten und Festigkeiten, auch materialtypische Probleme auf. Ein erheblicher Nachteil besteht in der geringen Impacttoleranz der FVK. Unter transversaler Schlagbeanspruchung verhalten sich die faserverstärkten Kunststoffe spröde. Die Folge sind großflächige Schichttrennungen, sogenannte Delaminationen, die die Druck- und Schwingfestigkeit des Laminates deutlich verringern. Aus diesem Grund wird die Impacttoleranz von Faserverbundwerkstoffe in Standardimpactversuchen an planen Probenkörpern getestet. Die meisten realen Strukturen weisen jedoch eine Krümmung auf, so dass sich die im Experiment an planen Probenkörpern ermittelten Impacttoleranzen nur eingeschränkt übertragen lassen. Ziel dieser Arbeit ist es, den Geometrieeinfluss schwach gekrümmter Strukturen auf das Impactverhalten faserverstärkter Kunststoffplatten zu untersuchen. Dabei besteht die wesentliche Eigenleistung in einer möglichst allgemeingültigen Abbildung der oben genannten Fragestellung im Experiment und deren Analyse. Hierzu werden Kugelsegmente in die zunächst planen Impactprobekörper aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff laminiert und definierten transversalen Schlagbeanspruchungen ausgesetzt. Das Schädigungsverhalten des Verbundes wird in Abhängigkeit unterschiedlicher Geometrien und Impactenergien untersucht. Ausgewertet werden die Ergebnisse aus dem Kraft-Zeit-, Weg-Zeit- und Energie-Zeit-Verlauf des Impacts als auch aus den mikroskopischen Analyseverfahren. Die im Versuch vorliegende Beanspruchung wird mit analytischen, zweidimensionalen Schichtmodellen und an einem achsensymmetrischen, dreidimensionalen Finite-Elemente-Modell diskutiert, um den Geometrieeinfluss auf das Schädigungsverhalten FVK zu klären.    «

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) weisen neben den Vorteilen, wie erzielbarer hoher spezifischer Steifigkeiten und Festigkeiten, auch materialtypische Probleme auf. Ein erheblicher Nachteil besteht in der geringen Impacttoleranz der FVK. Unter transversaler Schlagbeanspruchung verhalten sich die faserverstärkten Kunststoffe spröde. Die Folge sind großflächige Schichttrennungen, sogenannte Delaminationen, die die Druck- und Schwingfestigkeit des Laminates deutlich verringern. Aus diesem Grund wir...    »