Dissertationen - Hanno Haars
Hanno Haars
Zur Spannungsverteilung in Faserverbundscheiben bei einer gestuften Reparatur
Betreuer: Prof. Dr-Ing.habil. H. Altenbach
Verteidigung am 16.07.1996, Fakultät für Maschinenbau Otto-von-Guericke Universität, Magdeburg
Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Modell zur Berechnung der Spannungsverteilung einer gestuften Laminatverbindung bzw. Laminatreparatur hergeleitet. Eine für Laminate geeignete Verbindungsform ist die Klebeverbindung, weil die Verklebung (meist aus UP oder EP-Harz) vergleichbare elastische Eigenschaften wie die Matrix besitzt.
Obwohl sich schon seit den 30er Jahren mit der Problematik von Klebeverbindungen beschäftigt wird, ist es in der Regel nicht möglich den genauen Spannungszustand innerhalb der Verklebung und damit auch die exakte Festigkeit einer Klebeverbindung zu bestimmen.
Basierend auf einem vereinfachten Kräftegleichgewicht von Laminat und Flicken wird die Schubspannungsverteilung in einer 1- bzw. 2-achsig belasteten Laminatverklebung unter Voraussetzung linear elastischen Materialverhaltens hergeleitet.
Eine mesomechanische Betrachtung erlaubt die Bestimmung der durch die Verklebung induzierten interlaminaren Spannungen, die für ein Versagen außerhalb der Verklebung verantwortlich sein können.
In Erweiterung dieses Modells wurde ein linear elastisches - ideal plastisches Verklebungsverhalten berücksichtigt und der Einfluß der Plastizität auf die Schubspannungsverteilung untersucht. An zahlreichen numerischen Beispielen konnte die Effektivität des vereinfachten Berechnungskonzeptes aufgezeigt werden. Anhand der Ergebnisse wurden Empfehlungen zum geeigneten Aufbau einer gestuften Laminatverbindung bzw. -reparatur abgeleitet.