Identifikation der Materialparameter von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen mit DMS unter Berücksichtigung der Querempfindlichkeit

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) werden zunehmend für Leichtbaukonstruktionen eingesetzt. Für die Auslegung von CFK-Bauteilen ist die Kenntnis der Materialparameter von zentraler Bedeutung. In der Literatur werden mehrfach Verfahren zur Parameteridentifikation beschrieben.

Derzeit werden die Elastizitäts- und Schubmoduln sowie die Querdehnzahlen in experimentellen Untersuchungen an einfachen Beanspruchungszuständen bestimmt, indem die einwirkenden Belastungen sowie die daraus resultierenden Dehnungen gemessen und über das Hookesche Gesetz in Verbindung gebracht werden.

In Versuchen zur Identifikation der Werkstoffkennwerte und auch zur experimentellen Identifikation von Spannungen werden dazu häufig Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet. Dabei werden die DMS aber nicht nur von der zu messenden Dehnung in Längsrichtung, sondern auch von auftretenden Dehnungen quer zur Messrichtung beeinflusst. Diese unerwünschte Eigenschaft wird durch die so genannte Querempfindlichkeit charakterisiert und führt im Allgemeinen zur Verfälschung der Messergebnisse.

Gegenstand des Aufsatzes ist daher nicht nur die experimentelle Identifikation der Materialparameter von charakteristischen CFK, sondern auch die Untersuchung des Einflusses der Querempfindlichkeit der DMS auf die bei der Identifikation der Werkstoffkonstanten auftretenden Fehler.