Faserverbundkonstruktion von LRT

• Anorganische Fasern (Glas, Bor, SiC, Al2O3)
• Organische Fasern (Aramid, Kohlenstoff, Polyethylen, polyamid)
• metallische fasern ( aluminum, Stahl, Wolfram)
• Whisker/monokristallin (sic, Aluoxid, graphit)

Specific Strength (reißlänge) - die Länge bei der ein frei hängender Querschnitt eines Fasers durch seine eigene Gewichtskraft an der Befestigung abreißt.

Spannung bei Abriss = Gewichstkraft*A

\(R_m*A = {L*A*rho*g}\)

\(L = {R_m\over rho*g}\)

Faservolumengehalt: der Volumenanteil der Faserkomponente auf das Gesamtvolumen eines Verbundes.

\(\phi_F = {V_F \over V_s}\)

Verschiedene Packungen haben verschiede maximale faservolumenanteil. (

• Quadratische Packung: Theorie 0,785
• Hexagonale Packung: Theorie 0,907
• Praktische Werte: von 35% 65%

• Handlaminieren: 40%
• Wickeln mit Rovings: 50%
• Wickeln mit Prepregs: 60%

Die klassische Mischungsregel beruht auf der einfachen Modellvorstellung, dass sich das mechanische Verhalten der Verbundkomponenten „Fasern“ und „Matrix“ durch Linearfedern beschreiben lässt. 

Es ist eine Methode um mechanische Eigenschaften von den Komponenten eines Verbunds zu kombinieren und daraus eine globale betrachtung der Verbund zu haben.

 Lokale Effekte, wie z.B. der Einfluss der Fasergeometrie oder der Faseranordnung innerhalb einer Laminatschicht auf die mechanischen Eigenschaften, können dabei nicht berücksichtigt werden.

Steifigkeit reduziert sich mit dem steigenden Faservolumenanteil bei quer beanspruchte unidirectionale schichten.

wie die ABD matrix [A B, B D]

wenn Laminat ist symmetrisch:

B=0, also [A 0, 0 D]

Die "normale" Steifigkeitsmatrix A. Die lokalen Elastizitätsverhalten jeder Schicht werden global summiert. \(A=\Sigma Q*t_{dicke}\)