Ermüdungsverhalten glasfaserverstärkter Duroplaste

Leo Hoffmann

Glasfaserverstärkte Kunststoffe kommen heute in großem Maßstab in dynamisch hochbeanspruchten Bauteilen (z.B. Verkehrswesen, Energieversorgung) zum Einsatz. Die geforderte Lebensdauer dieser Produkte, die in der Regel deutlich über 10 Jahre beträgt, stellt hohe Ansprüche an die Zuverlässigkeit der Lebensdauervorhersage. Verfahren, die sich zur Lebensdauerberechnung bei metallischen Werkstoffen und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen etabliert haben, sind unbefriedigend bzw. ungeeignet, da sie das spezifische Ermüdungsverhalten der glasfaserverstärkten Werkstoffe nur unzureichend berücksichtigen.
In diesem Buch wird eine Methode vorgestellt, die dem spezifischen Ermüdungsverhalten glasfaserverstärkter Duroplaste gerecht wird und eine Vorhersage zulässiger dynamischer Beanspruchungen bei verhältnismäßig geringem Versuchsaufwand gestattet. Die Methode wurde erfolgreich auf Faserverbundwerkstoffe mit sprödem Matrixverhalten (z.B. glasfaserverstärkte Polyesterharze, SMC) angewendet. Für FVK mit zäheren Matrixsystemen (z.B. Vinylesterharze, zähmodifizierte Epoxidharze) werden erfolgversprechende Ansätze aufgezeigt, die in experimentellen Untersuchungen angepasst und verifiziert werden müssen. Ein großes Potential zur Verbesserung des Verfahrens eröffnet sich dabei durch eine optimierte Versuchsführung. Damit sollte es möglich sein, eine Lebensdauerberechnung für beliebige Last-Zeit-Funktionen durchzuführen.

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Lydia Lanzl, M.Sc.