Numerische Homogenisierung von Faserverbundwerkstoffen mit periodischer Mikrostruktur

Zusammenfassung

Die Grundlage zur Bestimmung und Berechnung von effektiven Materialeigenschaften von Verbundwerkstoffen bilden Homogenisierungsverfahren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung von numerischen Homogenisierungsverfahren und der Berechnung der ­effektiven Materialeigenschaften für unidirektionale Faserverbundwerkstoffe mit periodischer Mikrostruktur unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode. Der Fokus liegt dabei auf der Modellierbarkeit verschiedener Faseranordnungen, auf dem Einbeziehen eines imperfekten Phasenübergangs sowie auf der Erweiterung auf piezoelektrische Verbundwerkstoffe. Die diesbezüglich entwickelten Berechnungsmodelle werden anhand von Testbeispielen validiert. Des Weiteren werden der Einfluss des imperfekten Phasenübergangs und der Einfluss der Faser­anordnung auf die effektiven Materialeigenschaften untersucht.

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