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Faserverbundkonstruktion von LRT TU Dresden
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Welche Aufgaben hat die Matrix in einem Faserverbundwerkstoff und welche Anforderungen resultieren daraus?
Aufgaben:
Anforderungen:
Welche Faserwerkstoffe werden in der Luft- und Raumfahrttechnik überwiegend verwendet?
Was versteht man unter der Reißlänge und wie kommt man darauf?
Specific Strength (reißlänge) - die Länge bei der ein frei hängender Querschnitt eines Fasers durch seine eigene Gewichtskraft an der Befestigung abreißt.
Spannung bei Abriss = Gewichstkraft*A
\(R_m*A = {L*A*rho*g}\)
\(L = {R_m\over rho*g}\)
Was versteht man unter Faservolumengehalt (FVC)?
Faservolumengehalt: der Volumenanteil der Faserkomponente auf das Gesamtvolumen eines Verbundes.
\(\phi_F = {V_F \over V_s}\)
Wie wirkt sich die geometrische Anordnung der Fasern auf den FVC (Faservolumengehalt) aus? Nennen Sie Werte, die in der Praxis erreicht werden können.
Verschiedene Packungen haben verschiede maximale faservolumenanteil. (
Nenne verschiedene Technologien zur CFK Herstellung und ihre typische Faservolumenanteil Werte:
Was ist die klassische Mischungsregel und welche Modellvorstellung liegt ihr zugrunde?
Die klassische Mischungsregel beruht auf der einfachen Modellvorstellung, dass sich das mechanische Verhalten der Verbundkomponenten „Fasern“ und „Matrix“ durch Linearfedern beschreiben lässt.
Es ist eine Methode um mechanische Eigenschaften von den Komponenten eines Verbunds zu kombinieren und daraus eine globale betrachtung der Verbund zu haben.
Lokale Effekte, wie z.B. der Einfluss der Fasergeometrie oder der Faseranordnung innerhalb einer Laminatschicht auf die mechanischen Eigenschaften, können dabei nicht berücksichtigt werden.
Skizzieren Sie die Abhängigkeit des E-Moduls quer zur Faserrichtung vom Faservolumengehalt für die klassische Mischungsregel und das Halpin-Tsai Modell. Wo liegen entsprechende Versuchsergebnisse?
Steifigkeit reduziert sich mit dem steigenden Faservolumenanteil bei quer beanspruchte unidirectionale schichten.
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