Nichtlineare Versagensanalyse von dünnwandigen Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteilen unter besonderer Berücksichtigung von out-of-plane Rovingwelligkeiten:
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Kaiserslautern
Institut für Verbundwerkstoffe
2014
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT VII
KURZFASSUNG IX
ABSTRACT XI
NOMENKLATUR XIII
1 EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION 1
1.2 STAND DER TECHNIK 2
1.3 ZIELE DER ARBEIT UND UEBERSICHT 4
2 NICHTLINEARE VERSAGENSANALYSE 7
2.1 BIMODULARES NICHTLINEARES MATERIALGESETZ FUER FKV 7
2.1.1 DEFINITION DER SPANNUNGEN 8
2.1.2 DEFINITION DER VERZERRUNGEN UND DER QUERKONTRAKTION 8
2.1.3 DAS LINEARE MATERIALGESETZ DER B- UND G-SCHICHT 9
2.1.4 DAS LINEARE MATERIALGESETZ DER UD-SCHICHT 11
2.1.5 BIMODULARE ELASTIZITAET 12
2.1.6 NICHTLINEARES MATERIAL VERHALTEN 13
2.2 VERSAGENSKRITERIUM 21
2.2.1 VERSAGENSKRITERIUM FUER DIE UNIDIREKTIONALE EINZELSCHICHT 22
2.2.2 VERSAGENSKRITERIUM FUER DIE BIAXIAL-GELEGE-SCHICHT 28
2.2.3 VERSAGENSKRITERIUM FUER DIE GEWEBE-SCHICHT 30
2.3 NACHVERSAGENSVERHALTEN 32
2.3.1 NACHVERSAGENSVERHALTEN DER UD-SCHICHT 32
2.3.2 NACHVERSAGENSVERHALTEN DER GEWEBE-SCHICHT 34
3 EINFLUSS DER OUT-OF-PLANE ROVINGWELLIGKEIT AUF DIE MECHANISCHEN
KENNWERTE 35
3.1 HERSTELLUNG DER LAMINATE MIT GEZIELT EINGEBRACHTEN
ROVINGWELLIGKEITEN 35
3.2 HERSTELLUNG DER LAMINATE MIT GEWEBEN UND BIAXIAL-GELEGEN 37
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IV INHALTSVERZEICHNIS
3.3 ERMITTLUNG DER ZUGEIGENSCHAFTEN 39
3.4 ERMITTLUNG DER DRUCKEIGENSCHAFTEN 41
3.5 ERMITTLUNG DER SCHUBEIGENSCHAFTEN 42
3.6 ERMITTLUNG DER BIEGEEIGENSCHAFTEN 44
3.7 NORMIERUNG DER FASERPARALLELEN KENNWERTE AUF DEN GLEICHEN FVG 45
3.8 LICHTMIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG DER ROVINGWELLIGKEITEN 45
4 ENTWICKLUNG UND VALIDIERUNG EINES WELLIGKEITSMODELLS 49
4.1 MECHANISCHES MODELL 49
4.1.1 DAS WELLIGJCEITSMODELL FUER GEWEBE 51
4. \ .2 DAS W ELLIGKEITSMODELL FUER GELEGE 52
4.2 MATERIALGESETZE 53
4.2.1 ROVING UND QUER-ROVING 53
4.2.2 REINHARZGEBIET 58
4.3 GEOMETRIE UND RANDBEDINGUNGEN 61
4.3.1 DIE GEOMETRIE DES GRUNDELEMENTS 61
4.3.2 RANDBEDINGUNGEN 62
4.3.3 EINFLUSS DER NACHBARSCHICHTEN 63
4.4 ERMITTLUNG DER MECHANISCHEN KENNWERTE 65
4.5 VERGLEICH DER BERUECKSICHTIGUNG VON REINHARZGEBIETEN 65
4.6 EINFACHE RECHENVORSCHRIFT FIIR DEN KONSTRUKTEUR 68
4.7 VALIDIERUNG DES NEUEN WELLIGKEITSMODELLS AN MULTIDIREKTIONALEN
LAMINATEN 70
4.7.1 FLACHPROBENVERSUCHE 71
4.7.2 4-PUNKT-BIEGUNG EINES HUTPROFILS 71
4.7.3 BAUTEILVERSUCH 74
5 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE ZUM EINFLUSS DER ROVINGWELLIGKEITEN 77
5.1 UD-WELLIGKEITSVERSUCHE 77
5.1.1 ERGEBNISSE DER WELLIGKEITSMESSUNG 77
5.1.2 ERGEBNISSE DER ZUGVERSUCHE 78
INHALTSVERZEICHNIS V
5.1.3 ERGEBNISSE DER DRUCKVERSUCHE 81
5.1.4 ERGEBNISSE DER BIEGEVERSUCHE 83
5.2 MATERIALCHARAKTERISIERUNG VON TEXTILEN FKV AUS GELEGEN UND GEWEBEN
87
5.2.1 ERGEBNISSE DER WELLIGKEITSMESSUNG 87
5.2.2 ERGEBNISSE DER ZUGVERSUCHE 88
5.2.3 ERGEBNISSE DER DRUCKVERSUCHE 90
6 VALIDIERUNG DES WELLIGKEITSMODELLS 93
6.1 RECHNERISCHE ERGEBNISSE ZUM EINFLUSS DER ROVINGWELLIGKEITEN 93
6.1.1 UD-WELLIGKEITSVERSUCHE 93
6.1.2 RECHNERISCHE MATERIALCHARAKTERISIERUNG VON TEXTILEN FKV 98
6.2 VALIDIERUNG DER BERECHNETEN KENNWERTE AN MD-LAMINATEN 108
6.2.1 FLACHPROBEN 108
6.2.2 4-PUNKT-BIEGUNG EINES HUTPROFILS 118
6.2.3 BAUTEILVERSUCHE 126
7 ZUSAMMENFASSUNG 131
ANHANG A 135
LITERATURVERZEICHNIS 139
LISTE BETREUTER STUDENTISCHER ARBEITEN 145
LEBENSLAUF 147 |
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