Untersuchungen von einschnittigen Klebeverbindungen unter Impactbelastungen (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Eine der kritischsten Schadensarten in Verbundwerkstoffen ist der Stoss- bzw. Impactschaden z.B. durch Stein- oder Vogelschlag. Aufgrund von entstehenden Delaminationen kann die Druckfestigkeit der geschädigten Strukturen erheblich abnehmen. Für den erfolgreichen Einsatz von Verbundwerkstoffen ist es deshalb erforderlich, den Einfluss von Impactschädigungen auf die Restfestigkeit und Reststeifigkeit abschätzen zu können.
Gang der Untersuchung:
Im ersten Teil der Diplomarbeit wird der Stand der Forschung zum Impactverhalten von Faserverbundwerkstoffen dargelegt. Anhand von Literaturveröffentlichungen werden analytisch / numerische und experimentelle Untersuchungen erläutert.
Im zweiten Teil der Arbeit werden einschnittige Klebeverbindungen mit isotropen Gurten unter einer Impactbelastung berechnet. Als Berechnungsmethoden werden
eine analytische Berechnung auf Basis der Zweigurtscheibe nach Bansemir mit Hilfe eines vorhandenen, für den Lastfall modifizierten Fortran-Programmes, FEM-Rechnungen (MARC / PERMAS) und Versagenskriterien verwendet.
Die Konfiguration wird als Vorstufe eines Faserverbundes angesehen, wobei die Isotropie der Gurte zu einer Vereinfachung der Berechnung beiträgt. Betrachtet wird dabei der Verlauf der einzelnen Kräfte, Verschiebungen und Spannungen während der Belastung, mit dem Ziel, die für die Delaminationen in Faserverbundwerkstoffen ausschlaggebenden Spannungen bzw. Spannungskombinationen zu ermitteln. Mit verschiedenen Festigkeitskriterien werden die Ergebnisse bewertet, so dass sie den Bruch der Proben möglichst gut erfassen. Letztendlich ist es das Ziel, ein physikalisch mechanisches Verständnis für die Spannungsausbreitung und für die die Delaminationen bewirkenden Spannungen zu entwickeln, so dass später evtl. eine Vorhersage über Delaminationen gemacht werden kann.
Abschliessend erfolgt eine Zusammenfassung der Ergebnisse und eine kritische Diskussion.

Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung6
2.Impact bei Faserverbundwerkstoffen8
2.1Faserverbundwerkstoffe, Stand der Technik8
2.2Das Auftreten von Impactbelastungen11
2.2.1Simulierte Impactbelastungen in Versuchen13
2.3Folgen von Impactbelastungen14
2.3.1Einfluss der Impactgeschwindigkeit17
2.4Die Erkennung von Impactschäden und Prüfung von Bauteilen19
2.4.1Sichtkontrolle und Klopftest20
2.4.2Radiologische Verfahren20
2.4.3Akustische Verfahren22
2.5Massnahmen zur Verbesserung des Impactverhaltens von [...]