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Titel:

Modellierung und Analyse von Ondulationen in unidirektional verstärkten Faserkunststoffverbunden

Autor(en): T. Blümel, A. Krimmer, S. Thomas, A. Bardenhagen
Zusammenfassung: In diesem Paper wird ein neues analytisch-stochastisches Materialmodell fur unidirektional verstarkte Faserkunststoffverbunde (FKV) vorgestellt. Dieses Modell beschreibt Faserondulationen mithilfe von stochastischen Verteilungsfunktionen (Faserorientierungsverteilungen) und ermoglicht somit die Untersuchung der Einflusse von Ondulationen auf die mechanischen Eigenschaften des FKV. Zur Beschreibung der Ondulationen in der Einzelschichtebene (in-plane) sowie in Dickenrichtung (out-of-plane) wird eine bivariate Normalverteilungsfunktion verwendet. Damit lassen sich alle Elastizitatseigenschaften der ondulierten Einzelschicht berechnen und die richtungsabhangigen Einflusse der Faserfehlorientierungen abbilden und analysieren. Aufbauend auf dieser Modellierung wird eine Methodik zur Festigkeitsanalyse beschrieben und verschiedene Versagensmechanismen bei Zug- und Druckbeanspruchung in Faserrichtung betrachtet und diskutiert. Dieses Modell liefert allein anhand der Komponenteneigenschaften von Glasfaser und Epoxid-Matrix realistische Festigkeits- und Elastizitatskennwerte fur den Verbund. Abschliesend wird ein Ausblick auf die geplante Modellvalidierung gegeben. Dazu sollen normgerechte Materialprufungen an Couponproben durchgefuhrt werden. Die Faserorientierungsverteilungen dieser Proben sollen mittels Mikro-Rontgencomputertomografie (µCT) ermittelt werden. Dieses Vorgehen ermoglicht den direkten Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit den individuellen Vorhersagen des Modells unter Berucksichtigung der inneren Struktur der jeweiligen Probe.
Veranstaltung: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2019, Darmstadt
Verlag, Ort: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2020
Medientyp: Conference Paper
Sprache: deutsch
Format: 21,0 x 29,7 cm, 12 Seiten
URN: urn:nbn:de:101:1-2020011712023359720649
DOI:10.25967/490055
Stichworte zum Inhalt: Faserverbundwerkstoffe, Materialmodelle
Verfügbarkeit: Download - Bitte beachten Sie die Nutzungsbedingungen dieses Dokuments: CC BY-NC-SA 4.0 OPEN ACCESS
Kommentar:
Zitierform:Blümel, T.; Krimmer, A.; et al. (2020): Modellierung und Analyse von Ondulationen in unidirektional verstärkten Faserkunststoffverbunden. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/490055. urn:nbn:de:101:1-2020011712023359720649.
Veröffentlicht am: 17.01.2020