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- 8.5 Röntgenbildgebung (5)
- 8.0 Abteilungsleitung und andere (3)
- 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren (3)
- 4 Material und Umwelt (2)
- 4.4 Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung (2)
- 7 Bauwerkssicherheit (2)
- 8.6 Faseroptische Sensorik (2)
Paper des Monats
- ja (1)
A new approach is discussed for characterizing the damage state of FRP with the appearance of micro cracking and its influence on the residual strength. For the quantitative analysis of micro cracking, X-ray refraction topography was used. Fatigue treatment of carbon fibre reinforced plastics (CFRP) laminates were performed to create defined damage states. With regard to real loading conditions of CFRP, studies on tube samples were performed to investigate two dimensional (tensiontorsion) loads. A rheological material model was presented which described the increase of micro cracking in ±45° CFRP laminates with a continuum mechanical approach. The correlation between the results of the X-ray refraction topography, the damage parameter of the rheological model and the decrease of residual strength were shown. The inter fibre fracture surface of the investigated CFRP materials was determined with tensiontorsion loaded tube specimens of 90°-laminate and a layer-wise strength analysis was done. Micro cracking occurs even at 50% inter-fibre fracture loading and can lead to a distinct strength reduction. The intralaminar fatigue effect itself seems to be an indication for the damage accumulation and the load history.
Moderne Leichtbaustrukturen (Luftfahrt, Eisenbahn, Automotive) aus Faserverbundwerkstoffen (FVW) sind hohen mechanischen und klimatischen Beanspruchungen ausgesetzt. Aussagen über die Lebensdauer und Funktionssicherheit der FVW-Bauteile können eher aus Untersuchungen der mikromechanischen Eigenschaften gewonnen werden als aus der globalen Festigkeit. Die Röntgenrefraktionstopografie ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung von inneren Oberflächen in Werkstoffen. Angewendet auf FVW lassen sich Aussagen über die Faserorientierungen, die Fertigungsqualität sowie über Faser-Matrix-Ablösungen und Matrixrisse infolge mechanischer Beanspruchung gewinnen. Nachfolgend wird ein neues Verfahren zur Bestimmung des Zwischenfaserbruchversagens am komplexen Laminat vorgestellt. Hierbei wird das Röntgenrefraktionsverfahren "online bei Zug-Belastung der Probe angewendet.
In a research project fatigue tests on two identical wing sections that are used as representative substitute components were performed to estimate lifetime enhancement of light-weight aircraft such as general aviation gliders. Single step fatigue tests at limit load on one component were compared with spectrum loading on the other. A characteristic damage behaviour was observed. Local buckling due to high shear loading of the sandwich core of the wing shell causes the main damage. Even though an intentionally high load level was chosen no increase of micro-cracking could be detected. Additionally no delamination effects in laminates or bondings were observed except the skin-core delamination which causes the buckling effect in the wing shell due to fatigue loading. Finally the concept of using representative substructures and accompanying specimen tests is an effective approach for in-service loading investigations and could also be applied to research on wind turbine blades.