Charakterisierung eines CFK-RTM-Geleges bei crashartiger Zug-, Druck- und Scher-Belastung

Unidirektionale (UD) und multidirektionale (MD) CFK-Gelege wurden am Fraunhofer IWM auf ihre Dehnratenabhängigkeit untersucht. Die Herstellung der Verbundplatten erfolgte mit dem "Resin Transfer Moulding"-Verfahren (RTM). In Hochgeschwindigkeitsversuchen mit Druck-, Druck-Scher-, Zug- und Zug-Scher-Proben wurden Eingangsdaten für Crashsimulationen bis zu Dehnraten von etwa 10(2) s(-1) ermittelt. Die Versuche wurden mit Schnellzerreißmaschinen durchgeführt, die Prüfteilverformung mit Hochgeschwindigkeitskameras aufgezeichnet und die Dehnungen mit dem Grauwertkorrelations-Verfahren ARAMIS ausgewertet. Es wurden Probenformen verwendet, die speziell für die jeweilige Belastungsart unter dynamischen Prüfbedingungen entwickelt worden sind. Die Eignung dieser Proben wurde durch den Vergleich mit Ergebnissen von Normproben nachgewiesen. Die ermittelten Festigkeiten zeigen einen moderaten Anstieg mit zunehmender Prüfgeschwindigkeit. Die Verformungsmessungen ergaben eine periodische Lokalisierung der Dehnungen, die durch den Aufbau der einzelnen Lagen des Geleges aus Faserbündeln (Rovings) bedingt ist. Die höchsten Dehnungen treten in der Matrix zwischen einzelnen Rovings auf, so dass die Ergebnisse stark von der Wahl der Messposition und der Messlänge abhängen. Simultane Messungen auf beiden Probenoberflächen ergaben teilweise leicht unterschiedliche Ergebnisse, die durch eine Asymmetrie des Lagenaufbaus des DU-CFK-Geleges in Dickenrichtung bedingt sind. Für repräsentative Ergebnisse wurden die Messverfahren diesen Gegebenheiten entsprechend angepasst.