 | Krause D. Mikromechanik des Ermudungsverhaltens polymerer Verbundwerstoffe: Diss. … Dr.-Ing. / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Braunschweig. - Köln: DLR, 2016. - XII, 157 S.: Ill. - (Forschungsbericht; 2016-26). - Res. also Germ. - Bibliogr.: p. 137-151. - ISSN 1434-8454
Шифр: (Pr 1120/2016-26) 02
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Vorwort ......................................................... V
Nomenklatur ................................................... vii
Abkürzungen und Begriffe ...................................... vii
Formelzeichen ................................................. vii
Indizes und Schreibweisen .................................... viii
1 Ermüdungsforschung und ihre Besonderheiten ................. 1
2 Hypothesen und Zielsetzung der Arbeit ...................... 5
3 Material- und Versagensverhalten von Faser-Kunststoff-
Verbunden und Polymeren unter zyklischer Belastung ......... 9
3.1 Phänomenologie und Modellierung des
Ermüdungsverhaltens in Faserverbunden ..................... 10
3.1.1 Sequenzieller Ablauf der Ermüdungsschädigung ....... 11
3.1.2 Mikromechanische Aspekte der
Ermüdungsschädigung ................................ 15
3.1.3 Einflüsse auf das Ermüdungsverhalten ............... 19
3.1.4 Ansätze zur Modellierung des
Ermüdungsverhaltens ................................ 20
3.2 Materialverhalten der polymeren Matrix .................... 26
3.2.1 Materialauswahl, Probenherstellung und
Prüfverfahren ...................................... 29
3.2.2 Quasistatisches Verhalten .......................... 33
3.2.3 Zyklisches Verhalten und Ermüdungsversagen ......... 39
3.2.4 Molekulardynamische Erklärung des
Materialverhaltens ................................. 48
4 Mathematische Beschreibung des polymeren
Materialverhaltens ........................................ 51
4.1 Mechanisches Modell ....................................... 55
4.1.1 Beschreibung der ratenunabhängigen
Gleichgewichtsrelation ............................. 56
4.1.2 Beschreibung des ratenabhängigen
Materialverhaltens ................................. 60
4.1.3 Mehrachsige Verallgemeinerung und numerische
Implementierung .................................... 64
4.2 Identifikation der Materialparameter anhand einachsiger
Versuche .................................................. 73
4.2.1 Kalibrierung der ratenunabhängigen
Gleichgewichtsrelation ............................. 75
4.2.2 Besonderheiten der Identifikation ratenabhängiger
Parameter .......................................... 77
4.2.3 Kalibrierung der ratenabhängigen Maxwell-
Elemente ........................................... 81
4.2.4 Validierung und Robustheitsanalyse der
Parameteridentifikation ............................ 86
4.3 Entwicklung eines Versagenskriteriums ..................... 97
5 Mikromechanische Simulation eines Faserverbunds unter
zyklischer Belastung ..................................... 101
5.1 Mikromechanische Modellbildung ........................... 103
5.2 Implementierungsrahmen für effiziente
Ermüdungsmodellierung auf Mikroskala ..................... 109
5.3 Mikromechanische Simulationsergebnisse und Bewertung ..... 111
6 Perspektiven der Ermüdungssimulation polymerer
Verbundwerkstoffe ........................................ 125
6.1 Erkenntnisse und Überprüfung der Hypothesen .............. 125
6.2 Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf größere
Skalen ................................................... 129
6.3 Zukünftige Schwerpunkte für Methodenentwicklung
auf dem Gebiet der Ermüdungssimulation ................... 131
A Herleitung und Implementierung periodischer
Randbedingungen ............................................... 133
Literatur ..................................................... 137
Abbildungsverzeichnis ......................................... 153
Tabellenverzeichnis ........................................... 157
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