Ermüdung Glasfaserkunststoffe?

[Sparrowhawk]

Nachdem ich schon einiges über die Ermüdung von Aluminium gelesen habe (DeHavilland Comet!), kam mir die Frage, wie das mit Glasfaserkunststoffen ist:

Wie alt können eigentlich GfK-Segler werden, bevor sie wg. Ermüdung aus dem Verkehr gezogen werden? Die Frage geht auch in Richtung vieler Amateurflugzeugbausätze, bei denen ja inzwischen viel als vorgefertigte GfK-Bauteile geliefert wird. Soweit ich weiß, ist es hauptsächlich die UV-Strahlung, die das Material altern lässt, oder?

Grüße, Martin

 

[Jubernd]

Selbstverständlich gibt es auch bei Glasfaser-Verbundwerkstoffen Ermüdungserscheinungen. Der einzige Werkstoff im Flugzeugbau, der nicht ermüdet, ist Holz. Das lässt sich bis zur Belastungsgrenze nahezu unzählige Mal ohne Schäden beanspruchen und bricht nach Überschreitung. MfG

 

[Peeder]

Hallo Martin,

ich kann (schon vorweg gesagt) keine genauen Zahlen nennen, doch vielleicht bist du beim Lesen von Artikeln über die Comet über die zwei Begriffe "Miner"-/"Palmgren-Miner"-Regel und "Wöhler-Kurve" gestolpert, die beide (vereinfacht) Materialermüdung beschreiben (hier gibt's ne kleine Zusammenfassung).
Bei unserem Prof habe ich gelernt dass die Wöhlerkurve von CFK sehr flach verläuft, im Prinzip linear und damit eine ziemlich hohe Dauerfestigkeit besitzen, d.h. die Ermüdung aufgrund Schwingungen eigentlich vernachlässigt werden kann.
Wie Jubernd schon gesagt hat, treten jedoch aufgrund äußerer Einflüsse wie z.B. Strahlung, Temperaturschwankungen, chemische Einwirkungen, etc. Ermüdungserschinungen auf (die ich leider nicht näher quantifizieren kann)...

Grüße

 

[Gelöschtes Mitglied 7691]

Zudem lassen sich auf Faserverbundwerkstoffe die "klassischen" Rissfortschrittsmodelle isotropischer Werkstoffe genausowenig anwenden wie Schadensakkumulationsmodelle (Palmgren-Miner als bekannteste und einfachste Schadensakkumulationshypothese wurde ja schon angesprochen)
Es treten ganz andere Versagensformen auf (Matrix-Scherversagen, Delamination, Faser-Bruch etc.)

Dafür hat man ganz andere Möglichkeiten, dem "stückweisen" Versagen entgegenzuwirken, durch entsprechend "schlaue" Laminatverläufe lassen sich bei manchen Bauteilen Teilbrüche abfangen, bevor ein Komplettversagen entsteht.

Das Thema ist komplex, und es wird wohl am besten sein, mal "echte" Fachliteratur zu wälzen (Suchbegriff "Fatigue of Composites" bringt die wichtigsten ans Tageslicht)

Zum Thema Holz und Ermüdung: einige Composite-Experten betrachten Holz als "natürlichen" Faserverbundwerkstoff und wenden ihre Methoden darauf an.

 

[Sparrowhawk]

Danke für Eure Antworten, auf dieser Grundlage kann ich weiterarbeiten.

Grüße, Martin