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Numerische Simulation des Peel-Off-Versuches

Scheffler, Benedikt and Lüders, Caroline (2019) Numerische Simulation des Peel-Off-Versuches. Bachelor's, Technische Universität Braunschweig.

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Abstract

Das Versagen von Faserkunststoffverbunden beginnt an der Grenzfläche (Interface) zwischen Faser und Matrix. Zur Untersuchung des Interfaces eignen sich Einzelfaserversuche. Primärer Bestandteil dieser Arbeit ist der Einzelfaser Peel-Off-Versuch. Dort ist die Faser halbseitig in einer Matrix eingebettet und wird mit einem definierten Peel-Off-Winkel von der Matrix geschält. Der Versuch wird mit der Finiten Elemente Methode simuliert, wobei kein Rissfortschritt betrachtet wird. Es wird der Einfluss des Peel-Off-Winkels auf die möglichen Bruchmodi am Interface untersucht. Mittels der Energiefreisetzungsraten und der vorherrschenden Spannungskomponenten wird auf diese Bruchmodi geschlossen. Aufgrund des singulären Spannungsfeldes im Bereich der Faserablösung lässt sich mit der Spannungsauswertung der Einfluss des Peel-Off-Winkels nicht erfassen. Die Auswertung der Energiefreisetzungsraten stellt sich als zielführender heraus. Die Simulationsergebnisse werden mit den Versuchsergebnissen der Bundesanstalt für Materialforschung und Materialprüfung verglichen. Es stellt sich heraus: Der qualitative Verlauf der Energiefreisetzungsraten aus der Simulation für den Einfluss des Bruchmodus I in Abhängigkeit des Peel-Off-Winkels stimmt mit den Versuchsergebnissen überein – für den Einfluss des Bruchmodus II nicht. Als mögliche Ursache für diese Diskrepanz wird die unterschiedliche Materialauswahl in Versuch und Simulation sowie die fehlende Berücksichtigung des Rissfortschritts im Modell identifiziert. Des Weiteren wird der Peel-Off-Versuch mit einem Peel-Off-Winkel von 0◦ mit dem Pull-Out-Versuch verglichen. Der Vergleich führt zu dem Ergebnis: Bei beiden Versuchen dominiert vor der Rissausbreitung der Bruchmodus I. Es stellt sich heraus, dass sich mit fortschreitendem Riss das Verhältnis der Bruchmodi ändert.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/131205/
Document Type:Thesis (Bachelor's)
Title:Numerische Simulation des Peel-Off-Versuches
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Scheffler, BenediktUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Lüders, Carolinecaroline.lueders (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9661-7819
Date:September 2019
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:71
Status:Published
Keywords:Einzelfaserversuch, Peel-Off, Simulation
Institution:Technische Universität Braunschweig
Department:Institut für Adaptronik und Funktionsintegration
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Rail Transport
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V SC Schienenverkehr
DLR - Research theme (Project):V - NGT BIT
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Composite Structures and Adaptive Systems > Structural Mechanics
Deposited By: Wolff, Caroline
Deposited On:09 Dec 2019 09:53
Last Modified:09 Dec 2019 09:53

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