Bestimmung der Korrelationslängen für die Elemente des Steifigkeitstensors auf Basis von Versuchsdaten

Abstract

Die kurzfaserverstärkten Verbundwerkstoffe in strukturellen Bauteilen gewinnen immer mehr an Bedeutung. Diese bilden eine komplexe, inhomogene Architektur, bestehend aus einer Faserverstärkung und aus einem Matrixmaterial. Aus diesem Grund wird aktuell an den stochastisch verteilten Materialeigenschaften und deren Einfluss auf das globale Strukturverhalten geforscht. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Korrelationsstruktur des Steifigkeitstensors in der Makro- und Mesoebene analysiert. Die probabilistischen Informationen für die Materialeigenschaften in der Mesoebene werden aus einer Simulation von Zugversuchen gewonnen. Diese werden mittels des Mehrskalenansatz auf die Makroebene übertragen. Die für die Übertragung benötigten Informationen über die Korrelation in der Makroebene basieren auf experimentellen Daten aus den im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Zugversuchen.

Short-fiber-reinforced composites are becoming increasingly important in structural components. They form a complex, inhomogeneous architecture consisting of a fiber reinforcement and a matrix material. For this reason, current research is being conducted on the stochastically distributed material properties and their influence on the global structural behavior. In this work, the correlation structure of the stiffness tensor is analyzed in the macro and meso levels. The probabilistic information for the material properties in the meso level is obtained from a simulation of tensile tests. These are transferred to the macro level using the multi-scale approach. The information on the correlation in the macro level required for the transfer is based on experimental data from the tensile tests carried out as part of this work.