Testverfahren zur bruchmechanischen Charakterisierung der Delamination gekrümmter Verbundwerkstoffe

✍ Scribed by Dr.-Ing. W. Beckert; Dr. rer. nat. habil. B. Lauke; Dipl. Ing. R. Voigtländer

• Publisher: John Wiley and Sons
• Year: 1996
• Tongue: English
• Weight: 778 KB
• Volume: 27
• Category: Article
• ISSN: 0933-5137
• DOI: 10.1002/mawe.19960271012

✦ Synopsis

Abstract

Ausgehend von einer makroskopischen, bruchmechanischen Betrachtung werden die Deformation und das Delaminationsversagen beim, ‚Curved Double Cantilever Beam Test mit’︁ einem Finite‐Elemente‐Modell untersucht. Dieser Test wird zur Charakterisierung des Delaminationswiderstandes von gekrümmten Probekörpern aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen eingesetzt, die z. B. im Resultat einer Wickeltechnologie entstehen. Die Interpretation der experimentellen Ergebnisse wird für diesen Test durch verschiedene Faktoren erschwert, wie z. B. gekrümmte Probengeometrie, Auftreten Starker Deformationen und brchmechanischer, ‚Mixed‐Mode’︁‐Belastungen. Aufgrund dieser Schwierigkeiten konnte bisher kein spezielles Deformationsmodell für den Versuch angegeben werden. Die vorgestellte Finite‐Elemente‐Modellierung liefert die Basis für die Ermittlung der kritischen Energiefreisetzungsrate G~c~ der Delamination aus dem CDCB‐Test. Es kann gezeigt werden, daß ein einfaches, jedoch hinreichend genaues empirisches Verfahren zur Bestimmung von G~c~ aus den experimentellen Resultaten existiert, obwohl die Deformation der Probe nichtlinear ist und aufgrund der wirkenden Scherdeformationen auch mit aufwendigen analytischen Modellen nicht befriedigend beschrieben werden kann. Trotz der unsymmetrischen Geometrie der CDCB‐Probe ist der Mode‐II‐Anteil der Belastung bei mittiger Lage der Rißebene in der Probe vernachlässigbar. Allerdings ergeben sich bei bereits geringen Abweichungen der Rißlage von der Mittelebene der Probe starke Mode‐II‐Beiträge. In der Praxis muß daher vom Auftreten schwierig einschätzbarer ‚Mixed‐Mode’︁‐Situationen bei der Delamination ausgegangen werden. Die theoretische Untersuchung wird durch experimentelle Ergebnisse an Glasfaser/Polyamid 6‐Proben uuntersetzt.