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Kunze, Eckart
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Topics
Publications (13/13 displayed)
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Herausforderungen dickwandiger, duroplastischer Faser-Kunststoff-Verbunde in der Herstellung sowie mechanischen und zerstörungsfreien Prüfung - Ein Review
Abstract
Dieser Artikel gibt einen umfassenden, ganzheitlichen Überblick über das Problem der Dickenskalierung von Faser-Kunststoff-Verbunden. Beleuchtet werden die Herausforderungen sowohl der Herstellung als auch der mechanischen Prüfung. Das Hauptaugenmerk der experimentellen, zerstörenden Untersuchungen liegt auf dem sogenannten Größeneffekt. Zusätzlich wird ein Einblick in die in diesem Themenkomplex relevanten zerstörungsfreien Prüfverfahren gegeben. Dickwandige Faser-Kunststoff-Verbunde bringen eine Reihe an Herausforderungen sowohl bei der Herstellung als auch der Prüfung mit sich. Während sich bei der Herstellung im Wesentlichen die Herausforderung stellt, den Qualitätsverlust so gering wie möglich zu halten, besteht die Schwierigkeit in der mechanischen Charakterisierung darin, den Einfluss weiterer Wechselwirkungsmechanismen, die einen eventuellen Größeneffekt überlagen, zu minimieren. Die betrachtete Literatur zeigt deutlich, dass es nur unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren möglich ist, eine konsistente Aussage über Dickeneffekte und deren zugrundeliegende Mechanismen zu treffen. Neben den Unsicherheiten aus Prüfbedingung und Randeffekten können auch Spannungsgradienten oder Selbsterwärmung einen Einfluss auf die dickenabhängigen mechanischen Eigenschaften von Faser-Kunststoff-Verbunden haben. Entsprechend wurden in der ausgewerteten Literatur z.T. konträre Forschungsergebnisse angetroffen. Eine Reihe verschiedener zerstörungsfreier Prüfmethoden eignen sich sowohl zur Strukturaufklärung als auch zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften. Es zeigt sich, dass insbesondere die Ultraschall- und Röntgenprüfungen in der Lage sind, Schädigungen in großen Laminattiefen mit guter Auflösung zu detektieren. Schließlich wird deutlich, dass trotz erheblicher Fortschritte in den letzten 30 Jahren die Beschreibung dieser Thematik nicht abgeschlossen ist, insbesondere hinsichtlich der Modell- und Methodenentwicklung.