Einfluss von Schubspannungen auf das Faserbruchgeschehen in kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK)

Die rechnerische Modellierung des mechanischen Verhaltens von Bauteilen aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen steht noch immer nicht auf einer gesicherten Grundlage. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird sich intensiv der umstrittenen Frage gewidmet, ob die von den Verstärkungsfasern ertragbare Last von überlagerten Schubspannungen beeinflusst wird. In diesem Bereich gibt es große Abweichungen in den Vorhersagen verschiedener gängiger Festigkeitskriterien.
Den Schwerpunkt bildet deshalb ein experimentelles Versuchsprogramm zur Untersuchung der Festigkeitseigenschaften insbesondere von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK). Durch die systematische Entwicklung eines neuen Versuchskonzepts kann sichergestellt werden, dass die Fasern bei Bruch exakt in Lastrichtung orientiert sind und somit keine Störspannungen induziert werden.
Nach einer sorgfältigen Auswertung und kritischen Diskussion der Ergebnisse steht nunmehr eine zuverlässige experimentelle Datenbasis für die Bewertung des Einflusses von Schubspannungen auf das Faserbruchgeschehen in CFK zur Verfügung. Die neuen Erkenntnisse sind für die Festigkeitsanalyse nicht unbedeutend und führen zu einer höheren Sicherheit in der Auslegung von hochbelasteten Leichtbauteilen aus CFK.