Schädigungsmechanik
Boehm Boehm Boehm
Boehm Boehm Boehm
Kartei Details
| Karten | 138 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Naturkunde |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 01.02.2018 / 06.02.2019 |
| Weblink |
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Warum wird Schädigung betrachtet?
- Nachweis zur Vermeidung von Schäden während Bauteil Lebensdauer
- Vermeidung von wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Folgen
Was ist ein Schaden?
Einzelne identififzierbare Werkstoffdefekte, die eine messbare - nicht notwendigerweise kritische - Veränderung der Werkstoffeigenschaften bewirken
Was ist ein Schädigungsmechanismus?
Eine nicht unabhängig voneinander auftretende Kombination von Schäden
Was ist eine Schädigung?
- Beanspruchungsbedingter Prozess des Anwachsens von Schäden auf unterschiedlichen Größenskalen.
- Summe aller im Werkstoff vorhandenen Schäden
Was versteht man unter ratenunabhängigen, elastischen Werkstoffverhalten?
Elastizität:
- ratenunabhängiges Materialverhalten ohne Hysterese
- Elastizität ist das Vermögen eines Werkstoffes unter mechanischer Beanspruchungen reversiible Verformungen aufzubauen
- Bsp: FVW mit duroplastischer Matrix
Was versteht man unter ratenabhängigem, elastischem Werkstoffverhalten?
Viskoelastizität:
- ratenabhängiges Materialverhalten ohne Gleichgewichtshysterese
- Viskoelastizität ist elastisches Wersktoffverhalten, wobei die Werkstoffantwort von der Belastungsgeschichte abhängt
- Bsp: Crash und Impact eines FVW
Was versteht man unter ratenunabhängigem, platischem Werkstoffverhalten?
Plasizität:
- Ratenunabhängiges Materialverhalten mit Hysterese
- Plastizität ist das Vermögen eines Werkstoffes, bei Belastung beginnend mit einem bestimmten Beanspruchungsniveau, bleibende Verformung aufzubauen
- Bsp: Metalle
Was versteht man unter ratenabhängigem, plastischem Werkstoffverhalten?
Viskoplastizität:
- ratenabhängiges Materialverhalten mit einer Gleichgewichtshysterese
- Viskoplastizität ist plastisches Werkstoffverhalten, wobei die Werkstoffantwort von der Belastungsgeschichte abhängt
- Bsp: FVW mit thermoplastischer Matrix
Wie lassen sich die phänomenologischen Modellklassen für Werkstoffeigenschaften einteilen?
- Ortsabhängige Werkstoffeigenschaften
- Homogene Materialien
- Inhomogene Materialien
- Richtungsabhängige Werkstoffeigenschaften
- Isotrope Materialien
- Anisotrope Materialien
- Zeitabhängige Werkstoffeigenschaften
- Zeitunabhängige Materialien
- Zeitabhängige Materialien
- Temperaturabhängige Werkstoffeigenschaften
- Temperaturunabhängige Materialien
- Temperaturabhängige Materialien
Wie sieht das Vorgehen bei einer Werkstoffmodellierung aus?
- Definition und Klassifikation der Phänomene des Werkstoffverhaltens
- Idealisierung des realen Werkstoffes und Annahme eines Werkstoffmodells
- Mechanische Beschreibung des Modellwerkstoffes mit werkstoffunabhängigen (Spannung,Dehnung) und werkstoffabhängigen Größen (Festigkeit, Fließgrenze...)
Wie werden die Schädigungsmechanismen eingeteilt?
- Diffuse Schädigung
- Diskrete Schädigung
Was ist diffuse Schädigung?
Schädigungsmechanismen, die auf Meso- bzw. Makroebene entweder keinen ausgeprägten lokelen Charakter aufweisen oder nicht mehr mit vertretbarem experimentellen Aufwand zu quantifizieren sind
Was ist eine diskrete Schädigung?
Schädigungsprozesse, die sich mit vertretbaren experimentellen Aufwand auf der Meso- bzw. Makroebene in quantifizierbarer Form beschreiben lassen
Welche Schäden werden der diskreten Schädigung zugeordnet?
- Faserbrüche
- Zwischenfaserbrüche
- Delamination
Welchen Schäden werden der diffusen Schädigung zugeorndet?
- Grenzflächenschädigung
- Porenbildung
- Whitening
Welche Rissarten gibt es?
- Längsrisse (parallel zur Belastungsrichtung)
- Querrisse (senkrecht zur Belastungrichtung)
Wie ist die Rissdichte definiert?
\(\alpha = n / L_{s}\)
Anzahl der Risse über der Bezugslänge
Skizziere den phänomenologischen Zusammenhang zwischen Rissdichte und Steifigkeitsdegradation
Wie ist der Schädigungsparameter definiert?
\(D = E/E_{0}\)
Hat es einen Einfluss auf die Degradation, ob 90° Lagen innen oder außen liegen?
- Ja, dies hat einen massiven Einfluss
- Liegen die 90° Lagen innen kommt es zu einer deutich schnelleren Degradation
- Es wird daher im Regelfall das Schädigungsverhalten der Inneren Lagen beschrieben
Was tritt bei einachsiger Druckbelastung in Faserrichtung bei geringen Matrixsteifigkeiten und Grenzflächenfestigkeit auf?
- Kinkbandversagen
Was tritt bei einachsiger Druckbelastung in Faserrichtung bei hohen Matrixsteifigkeiten und Grenzflächenfestigkeit auf?
- Scherbruch
Welche Besonderheit tritt bei Druckbelastung auf?
- Rissschließeffekte durch Zusammendrücken der Poren
- es handelt sich hierbei nicht um eine Selbstheilung
Skizziere die Kopplung von Schädigung und Plastizität
Wie sieht ein nichtlinear-elastisches Verhalten aus? Skizziere ein Spannungs Dehnungs Diagramm
Wie sieht ein Testergebnis unter Schubbelastung bei Überprüfung der Kopplung zwischen Schädigung und Plasitizität aus?
Wie setzt sich das zeitabhängige Materialverhalten bei thermoplastischen Kunststoffen zusammen?
- Elastische Verformungsanteile durch Vergrößerung der Abstände
- Viskoelastische Verformungsanteile durch Verknäulung und Entfaltung
- Inelastische Verformungsanteile durch Scherbandbildung und Crazebildung
Zeichne die Dehnungs-Zeit Kurven für das elastische, plastische und viskoelastische Verhalten auf.
Welche Versagensmoden werden der interlaminaren Schädigung und welche der intralaminaren Schädigung zugeorndet?
Interlaminare Schädigung:
- Delamination
Intralaminare Schädigung:
- Faserversagen
- Zwischenfaserversagen
Welcher Versagensmechanismus tritt vorrangig durch einen Tooldrop auf?
Delamination
Was sind Vor- und Nachteile bei der mikromechanischen Vorgehensweise?
Was sind Vor- und Nachteile bei der mesomechanischen (ingenieursmäßigen) Vorgehensweise?
Was sind Vor- und Nachteile bei dem Multi Skalen Ansatz?
