Messsystem zur Charakterisierung textiler Hochleistungsfaserstoffe bei hohen Dehnraten

Faserverbundkonstruktionen ersetzen zunehmend klassische metallische Konstruktionen insbesondere dann, wenn große Belastungen bei minimalem Gewicht aufzunehmen sind. Dies gelingt, weil im Faserverbundwerkstoff die auftretenden Kräfte optimal auf die unterschiedlichen Materialien aufgeteilt werden können. Hochleistungsfasern – wie Kohlenstoff-, Glas- und Aramidfasern – übernehmen dabei die auftretenden Zugkräfte. Während ihr Materialverhalten für statische Belastungen und kleine Geschwindigkeiten gut untersucht ist, bestehen bei höheren Geschwindigkeiten bzw. Dehnraten immer noch Wissensdefizite. In diesem Band der Buchreihe „Dresdner Beiträge zur Sensorik“ wird untersucht, wie die Charakterisierung solcher Materialien auch unter hohen und sehr hohen Dehnraten möglich ist. Wichtige Aspekte sind dabei die vergleichsweise kleinen Bruchdehnungen der Hochleistungsfasern, die sich massiv auf das Zeitregime des Zugversuchs auswirken, sowie die kraftflussgerechte Einbindung der Fasern. Hierzu wird ein neuartiges Messsystem vorgestellt und dafür ein Modell entwickelt, das dessen Kraft- und Zeitverhalten gut abbildet. Experimente zeigen schließlich die gute Eignung des Messsystems für die Untersuchung solcher Hochleistungsfasern.