Schwingbruchstrukturen an faserverstärkten Kunststoffen

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Abstract
Es wird über makro‐ und mikrofraktographische Strukturen an reinem Epoxidharz sowie an GFK und CFK nach Schwingbeanspruchung berichtet. In Epoxidharz treten Schwingungsstreifen und Bruchbahnen, ähnlich wie an Metallen auf. Der Abstand der Schwingungsstreifen beträgt 0,70 bis 150 m̈m und nimmt in Bruchfortschrittsrichtung kontinuierlich zu. Die Gewaltbrüche in reinem Harz zeigen neben Wallner‐Linien und Lanzettenstruktur durchwegs Bruchhyperbeln.Delaminationsbruchflächen von GFK weisen für den faserverstärkten Verbundwerkstoff charakteristische Schwingungsstreifen auf, deren Morphologie sich von den Schwingungsstreifen an reinem Harz unterscheidet.Damit ist es erstmals gelungen, an faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit einem Fasergehalt von 70 Vol.% Schwingungsstreifen zu finden.Letztere sind am Ort der Fasern besonders ausgeprägt und dürften nur bei genügend hoher, örtlicher Spannungsintensität entstehen. Des weiteren könnten die Beträge der örtlichen Schäl‐ und Schubspannungskomponenten, aus denen sich die bruchwirksame Spannung zusammensetzt, für die Bildung von Schwingungsstreifen mitverantwortlich sein.Die Ausbildung der Schwingungsstreifen läßt auf die bruchwirksame, örtliche Spannungsverteilung und den örtlichen Rißfortschritt im faserverstärkten Kunststoff schließen.Die Gewaltbruchflächen von GFK und CFK weisen Bruchhyperbeln auf. Damit ist ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zu den Schwingbruchflächen gegeben.