Dies ist der vierte, abschließende Band eines Werks zu Faserverbundbauweisen. Die vorhergehenden Bücher befassen sich mit "Fasern und Matrizes", "Halbzeugen und Bauweisen", sowie "Fertigungsverfahren mit Duroplastmatrix". Hier nun werden die wichtigsten unterschiedlichen Eigenschaften der Faserverbunde behandelt und damit rundet dieses Buch den gesamten Bereich der Faserverbunde mit gerichteten Fasern ab. Gegenstand des Buches sind mechanische (statisch, dynamisch), temperaturabhängige, chemische, elektrische, konstruktive und wirtschaftliche Eigenschaften, sowie Streuung und Qualitätssicherung, Recycling, Brand- und Stabilitätsverhalten sowie Crash- und Ermüdungsverhalten im Rahmen der Faserverbundtechnologie. Viele bisher unveröffentlichte Ergebnisse wurden verwendet und zumeist durch Beispiele erklärt. Interessant sind auch die elektrischen Eigenschaften und die zusätzlichen, beträchtlichen Einsatzmöglichkeiten der aktiven Funktionsbauweisen.

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Inhaltsangabe1 Einführung.- 1.1 Werkstoffgruppen.- 1.2 Die vier Paradoxe.- 1.3 Grundsätzliche Werkstoffeigenschaften, Dimensionen und Abkürzungen.- 1.4 Literaturverzeichnis zu Kapitel 1.- 2 Analogien zwischen Faserverbunden der Natur und Technik.- 2.1 Knochenstrukturen.- 2.1.1 Culmanns Erkenntnis und moderne Berechnungstechnik von Naturstrukturen.- 2.1.2 Krafteinleitungsbereich/Kraftübertragungsbereich.- 2.1.3 Adaption der Struktur an veränderte Lastfälle (Strukturwandel durch Änderung der Umgebung).- 2.1.4 Spannungsniveaus.- 2.1.5 Histologischer Auf - und Umbau der Knochenstruktur (feingewebliche Untersuchungs-ergebnisse).- 2.1.6 Das Wolffsche Gesetz der Transformation des Knochens.- 2.1.7 Ossäre Strukturanalyse, Finite-Element-Methoden (FEM); invasive und nicht-invasive Messtechniken.- 2.2 Hohlträger.- 2.2.1 Der Stachel.- 2.2.2 Der Strohhalm.- 2.3 Technische Erläuterungen zum Leichtbau von Hohlträgern.- 2.4 Schichtstrukturen.- 2.4.1 Die natürliche, feste Schichtstruktur.- 2.4.2 Die technische Schichtstruktur.- 2.5 Literaturverzeichnis zu Kapitel 2.- 3 Die Theorie zur Berechnung dünnwandiger Laminate.- 3.1 Grundlegende Bemerkungen.- 3.2 Die Spannungs-Dehnungskoeffizienten in matrizieller Darstellung.- 3.3 Koordinatentransformation.- 3.4 Berücksichtigung von Temperatur und Feuchte.- 3.5 Spannungs-Dehnungsbeziehungen für den ebenen Spannungszustand.- 3.6 Die Berechnung relativ dünnwandiger Laminate.- 3.6.1 Spannungs-Dehnungsverlauf im Laminat.- 3.7 Resultierende Laminatkräfte und -momente.- 3.8 Temperaturlasten.- 3.9 Berechnung von Strukturen mit dickwandigen Laminaten.- 3.10 Literaturverzeichnis zu Kapitel 3.- 4 Die Deformation anisotroper Laminate und die Bedeutung der Kopplungsmatrix B.- 4.1 Klassisches orthotropes, symmetrisches Laminat.- 4.2 Pseudo-orthotropes, symmetrisches Laminat.- 4.3 Balancierter, unsymmetrischer Winkelverbund.- 4.4 Unsymmetrischer Kreuzverbund.- 4.5 Symmetrisches, klassisches Laminat.- 4.6 Allgemeiner anisotroper Laminataufbau.- 4.7 Literaturverzeichnis zu Kapitel 4.- 5 Berechnungsbeispiele.- 5.1 Berechnungsbeispiel eines ebenen Laminates.- 5.2 Vereinfachte Formalismen zur Abschätzung der elastischen Eigenschaften, Spannungen und Festigkeiten von Faserverbunden.- 5.2.1 Definition von einfachen Formalismen zur groben Vordimensionierung von faserverstärkten Kunststoffen.- 5.3 Berechnungsbeispiel Kardanwelle.- 5.3.1 Aufgabenstellung.- 5.3.2 Lösungskonzept.- 5.3.3 Laminatbelastung.- 5.3.4 Berechnung der Spannungen und einer vorläufigen Festigkeit.- 5.3.5 Frequenzberechnung.- 5.3.6 Die numerische Berechnung einer aus Faserverbundwerkstoffen gewickelten Kardanwelle.- 5.4 Literaturverzeichnis zu Kapitel 5.- 6 Festigkeitshypothesen - Festigkeitsberechnungen.- 6.1 Festigkeitshypothesen für Metalle.- 6.1.1 Normalspannungshypothese.- 6.1.2 Schubspannungshypothese.- 6.1.3 Gestaltänderungsenergiehypothese.- 6.1.4 Vergleich der Gestaltänderungsenergiehypothese mit der Schubspannungshypothese.- 6.2 Festigkeitskriterien für unidirektional verstärkte Faserverbundwerkstoffe.- 6.2.1 Vorbemerkungen.- 6.2.2 Kriterium der maximalen Spannungen.- 6.2.3 Tsai-Hill-Pauschalkriterium.- 6.2.4 Tsai-Wu Pauschalkriterium in Tensorform.- 6.2.5 Die Bruchtyp-Kriterien von Puck aus dem Jahre 1969.- 6.2.6 Kriterium von Hashin.- 6.2.6.1 Spannungs-Invarianten.- 6.2.6.2 Vorgehensweise von Hashin.- 6.2.7 Neue Theorie des Zwischenfaserbruchs von Puck.- 6.2.7.1 Grundsätzliche Vorüberlegungen.- 6.2.7.2 Beanspruchungsarten des UD-Verbundes, Festigkeiten und Bruchwiderstände der Wirkebene.- 6.2.7.3 Ausprägungen von Zwischenfaser-brüchen.- 6.2.7.4 Puck's Bruchhypothese.- 6.2.7.5 Das Längsschnitt-Modell von Puck für den Master Bruchkörper.- 6.2.7.6 Zwischenfaserbruch-Bedingungen für kombinierte 62,ti12 - Beanspruchung.- 6.2.8 Bewertung der neueren Zwischenfaser-bruchkriterien.- 6.2.9 Empfehlungen zu den unterschiedlichen Hypothesen und der Dimensionierung von Laminaten.- 6.3 Literaturverzeichnis zu Kapitel 6.- 7 Vergleich der mechanischen Eigenschaften zwische