Faserverbundwerkstoffe 

Faserverbundwerkstoffe stellen eine Werkstoffklasse dar, die dem Ingenieur eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten liefert. Diese Vielfalt wird bedingt durch die Material-Orthotropie des Werkstoffs, mit deren Hilfe Entwürfe möglich sind, die hinsichtlich ihrer Steifigkeit und Festigkeit maßgeschneidert sind. Mit dem orthotropen Verhalten gehen aber auch verschiedene Probleme einher, die der Ingenieur beherrschen muß. Diese sind u. a.:

  • Gerichtete Festigkeiten/ Steifigkeiten: Bei Belastungen ausserhalb der Faserrichtung sind die Festigkeiten/Steifigkeiten sehr gering. Fasern müssen entsprechend den Belastungen angeordnet sein.
  • Zwischenfaserbruch: Zwischenfaserbruch bezeichnet den Vorgang des Versagens der stützenden Matrix in einem Faserverbundwerkstoff. Dieses Versagen bedingt Lastumlagerungen und Steifigkeitsreduktionen. Je nach Belastungsfall kann dies toleriert werden oder aber zum Versagen führen.
  • Ausknicken von Fasern bei Druckbelastungen: Insbesondere bei Biegebeanspruchungen ist darauf zu achten, daß ein Verbund unter Druck geringere Spannungen erträgt als unter Zug.
  • Lasteinleitungsprobleme: Lokale Lasteinleitungen führen zu Spannungsspitzen an den benachbarten Fasern. Dies kann zu Schädigungen oder Delaminationen führen und ist demnach zu vermeiden.

IBK verfügt im Bereich der Faserverbundwerkstoffe über ein breites Angebot an Kompetenzen. Neben der Beratung ist eine Festigkeitsberechnung mit den am Markt gängigen Versagenskriterien möglich (Tsai-Hill, Hashin, Puck), bei Bedarf auch maßgeschneiderte Ansätze nach Kundenwünschen. Neben der reinen Nachrechnung (Festigkeitsberechnung) ist ebenfalls eine Dimensionierung oder eine Optimierung bestehender Entwürfe machbar.