Bruchmodebezogene Berechnungsmodelle zur Lebensdauervorhersage für Endlosfaserverstärkte Nanopartikel-modifizierte Polymere im VHCF-Bereich

Ziel ist die Erarbeitung werkstoffgerechter Lebensdauer-berechnungskonzepte für endlosfaserverstärkte Nanopartikel-modifizierte Polymere bei extrem hohen Lastspielzahlen (N>10⁸). Auf Basis der Klassifizierung schichtbezogener Schädigungsphänomene werden an Kohlenstofffaser-Multiaxialgelege-verstärkten Epoxidharzen (CF-MAG/EP) die

Modellierung des Schädigungsverhaltens skalenübergreifend vorgenommen und der lebensdauererhöhende Einfluss von Nanopartikel-basierten Matrixmodifikationen für CF-MAG/N-EP untersucht. Dazu sollen sowohl die shakerbasierte Resonanzprüftechnik als auch die Prüfkörper für

very-high-cycle-fatigue-(VHCF-)Versuche angepasst werden. Mit Hilfe von Bildgebungsverfahren

(Mikro-Computertomographie, Elektronen-Mikroskopie) sowie in-situ-Temperatur- und Dehnungsmessungen werden die Schädigungsmechanismen und deren Auswirkung auf die Eigenschaftsdegradation analysiert, wobei die zeit- und temperaturabhängigen Eigenschaften der Polymermatrix gesondert erfasst werden. Aufbauend auf umfangreichen Vorarbeiten und den neuen

Erkenntnissen erfolgt die Erarbeitung und experimentelle Validierung physikalisch basierter Modelle für Schädigungsinitiierung und -wachstum als Basis zuverlässiger Lebensdauerberechnungskonzepte

für endlosfaserverstärkte Verbundbauteile mit quasi unendlicher Lebensdauer.