Modellierung des Schädigungsverhaltens multiaxial verstärkter Faser-Kunststoff-Verbunde unter quasi-statischer und zyklischer Belastung

Das komplexe Schädigungsverhalten endlosfaserverstärkter Kunststoffe stellt ein wesentliches Hemmnis bei der Erschließung des Leichtbaupotentials dieser Werkstoffgruppe dar. Die Entwicklung werkstoffangepasster Berechnungsmodelle, die eine zuverlässige Prognose der Verbundschädigung ermöglichen, bildet deshalb eine wichtige Grundlage für die Werkstoff- und Bauteilentwicklung hochbeanspruchter Faserverbundstrukturen.
Die derzeit verfügbaren Schädigungsmodelle sind oft nur auf bestimmte Schichtaufbauten der Faserverbundlaminate anwendbar, berücksichtigen die Zwischenfaserbruchbildung nur in transversal beanspruchten Schichten oder vernachlässigen die für Faserverbunde charakteristische Streuung der Werkstoffkennwerte, die von der heterogenen Mikrostruktur und inhärenten Störstellen bestimmt wird.
In der vorliegenden Arbeit wird deshalb eine physikalisch begründete Modellierung des Schädigungsverhaltens von Faser-Kunststoff-Verbunden mit beliebig orientierter Endlosfaserverstärkung hinsichtlich Zwischenfaserbruchbildung bei quasi-statischer und zyklischer Belastung entwickelt. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Entwicklung eines Modellansatzes, der sich durch eine möglichst breite Anwendbarkeit bezüglich des Schichtaufbaus und der Belastung der Laminate auszeichnet.