Faserverbundbauweisen Eigenschaften: mechanische, by Prof. em.Dr.-Ing. E.h. Dr.-Ing. Manfred Flemming, Dipl.-Ing.

By Prof. em.Dr.-Ing. E.h. Dr.-Ing. Manfred Flemming, Dipl.-Ing. (FH) Siegfried Roth (auth.)

Dies ist der vierte, abschließende Band eines Werks zu Faserverbundbauweisen. Die vorhergehenden Bücher befassen sich mit "Fasern und Matrizes", "Halbzeugen und Bauweisen", sowie "Fertigungsverfahren mit Duroplastmatrix". Hier nun werden die wichtigsten unterschiedlichen Eigenschaften der Faserverbunde behandelt und damit rundet dieses Buch den gesamten Bereich der Faserverbunde mit gerichteten Fasern ab. Gegenstand des Buches sind mechanische (statisch, dynamisch), temperaturabhängige, chemische, elektrische, konstruktive und wirtschaftliche Eigenschaften, sowie Streuung und Qualitätssicherung, Recycling, model- und Stabilitätsverhalten sowie Crash- und Ermüdungsverhalten im Rahmen der Faserverbundtechnologie. Viele bisher unveröffentlichte Ergebnisse wurden verwendet und zumeist durch Beispiele erklärt. Interessant sind auch die elektrischen Eigenschaften und die zusätzlichen, beträchtlichen Einsatzmöglichkeiten der aktiven Funktionsbauweisen.

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Analogien zwischen Faserverbunden der Natur und Technik 23 Die diesbezügliche Steifigkeit ist bei Zug- und Druckbeanspruchungen durch das Produkt EF ausgedrückt, wobei E den Elastizitätsmodul und F die lasttragende Fläche darstellen. Bei Biegebeanspruchungen besteht die Steifigkeit, also die Fähigkeit, sich bei Biegebelastungen möglichst wenig durchzubiegen, aus dem Produkt EI, wobei I das Trägheitsmoment des biegebelasteten Trägers darstellt. Während E eine Werkstoftkenngrösse darstellt, sind F und I Werte, die durch die Geometrie des lasttragenden Querschnittes beeinflussbar sind.

2 26 25 35 Abb. 1, 1,11] Abb. 4 zeigt die Festigkeiten für Fasern und massive Werkstoffe aus demselben Material. Das dritte Paradoxon betrifft die Messlänge der Fasern und besagt: • "Die gemessene Festigkeit einer Faser ist umso grösser, je kleiner die Messlänge ist" Die Abb. 11]. 5 1. Einführung 10" OS-GLAS • KOHLENSTOFF ... AI,O, --=- ~- -~- 0 - • EINSPANNLÄNGE [m] 10'b---------------------------------------------~~ 10-3 10-2 10-' Abb. 11] Die Paradoxe zwei und drei hängen miteinander zusammen, worauf weiter unten nochmals näher eingegangen wird.

10] umfassend beschrieben. Die Bettungsmassen als zweite Komponente werden auch Matrices genannt, weil die eingebetteten Fasern im Querschliffbild (Abb. 1,7) einer Matrize gleichen. 10] umfassend beschrieben sind. Dazu kommen Metalle und Keramiken. In Abb. 8 sind die gängigsten Matrices und ihre Gebrauchstemperaturen zusammengestellt. Durch die Vielzahl der Verstärkungsfasertypen und der Matrices (Abb. 6 und Abb. 8) ergibt sich eine gros se Anzahl möglicher Verbundwerkstoffe, wobei natürlich nicht jede denkbare Kombination aus Faser und Matrix Sinn macht.

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