Kurzfassung
Im Vergleich zu metallischen Werkstoffen zeigen faserverstärkte Kunststoffe auch bei einfachen uniaxialen Beanspruchungen ein komplexes viskoelastisches Materialverhalten. Die Werkstoffmodelle sind schwer übertragbar und nur für eng eingeschränkte Werkstoffgruppen gültig. Der vorliegende Beitrag analysiert daher anhand von experimentellen Untersuchungen (Zug, Kriech-Erholung, Wöhler Tests) das mechanische Verhalten von carbonfaserverstärkten Sheet Molding Compounds (CF-SMC) in Abhängigkeit von Temperatur, Probendicke und zahlreichen weiteren Einflussfaktoren. Darüber hinaus wird der Fokus auf die Beschreibung des Schwingfestigkeitsverhaltens unter Berücksichtigung der Steifigkeitsdegradation gelegt. Auf Basis umfangreicher Prüfergebnisse werden unterschiedliche Ansätze zur Werkstoffmodellierung vorgestellt und diskutiert.
Abstract
Fibre-reinforced plastics exhibit a complex viscoelastic material behavior even under uniaxial loads compared to metallic materials. Existing material models are mostly not transferable and only valid for a limited group of materials. In this paper, the mechanical behavior (static, cyclic, creep) of carbon fiber-reinforced sheet molding compounds (CF-SMC) is analyzed on the basis of experimental studies at various temperatures, sample thicknesses and further factors of influence. Furthermore, the main focus of this research project is the description of the fatigue behavior considering the stiffness degradation of the material. Based on extensive test results different approaches for material models are proposed and discussed.
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