Experimentelle Untersuchungen von sensierten zähmodifizierten Klebverbindungen mittels faseroptischer Messtechnik (FOSS) bei Faserverbundwerkstoffen

Abstract

Faseroptische Sensoren (FOS) wurden in Überlappungsklebungen (SLS) für die detaillierte Analyse von Dehnungen in zähmodifizierten Faserverbundwerkstoffen eingesetzt. Vorversuche mit variierter Faserpositionierung und Klebstoffwahl zeigten, dass die Positionierung einen entscheidenden Einfluss auf die FOS-Messwerte hat. Nach Vorstudien und der Analyse des Fertigungsprozesses wurden zwei Probenserien für den Haupttest ausgewählt: Pastös verklebte Prüfkörper mit FOS im Laminat und eine Serie mit FOS im Filmklebstoff. Die Messdaten der Laminatsensoren ermöglichen genaue Dehnungsmessungen und die Erkennung von Spitzenbelastungen. Eine Unterscheidung zwischen Referenzproben und mit Surface-Toughening-behandelten Prüfkörpern ist möglich. Die im Klebstoff eingebetteten Sensoren zeigen ebenfalls gute Ergebnisse, jedoch bedingt durch geringe Auflösung mit abweichenden Dehnungsspitzen. Eine klare Aussage zum Effekt von Surface Toughening ist daher schwierig. Zur Plausibilitätsprüfung wurde eine vereinfachte Finite-Elemente-Analyse (FEA) durchgeführt. Beide Testserien korrelieren mit FEA, wobei die Laminatsensoren eine höhere Übereinstimmung zeigen. FOS ermöglichen ein detailliertes Bild der Dehnungen in Schubrichtung von Klebverbindungen. Einschränkungen bestehen jedoch hinsichtlich Rissbildung, da die nicht messbare Schälspannung zu Rissinitiierung führt.