Einfluss von Tieftemperatur und Wasserstoff auf das Versagensverhalten von Glasfaser-Verbundwerkstoffen unter statischer und zyklischer Belastung

Ziel der Arbeit war es, das Versagensverhalten von glasfaserverstärktem Kunststoff (GF/EP) bei Raum- und Tieftemperatur durch geeignete Experimente zu beschreiben. Das Versagensverhalten von GF/EP ist bei Raumtemperatur RT von der Spannungrisskorrosion beeinflusst. Bei 77 K, wo diese Prozesse eingefroren sind, liegt die Bruchspannung von unidirektionalem (UD) GF/EP 50 % über der bei RT. Nach dem quasistatischen Zugversuch ist der Probenkörper regelrecht zerpinselt, was auf die enorm hohe Bruchdehnung zurückzuführen ist. Aus den Versuchen an Kreuzverbunden geht hervor, dass sich das Material bei 77 K nahezu linear-elastisch bis zum Bruch verhält. Bei Raumtemperatur jedoch dominiert das viskoelastische Verhalten der Kunststoffmatrix. Allgemein degradieren UD- und Kreuzverbunde im Schwingversuch sehr stark. Der Einfluss von Wasserstoff auf GF/EP UD hat sich nur in den Ermüdungsversuchen gezeigt. Nach einer dreimonatigen Einlagerung der Proben in gasförmigem Wasserstoff bei 80 °C hat sich im anschließenden Schwingversuch bei 77 K eine Erhöhung der Dauerfestigkeit um 30 % im Vergleich zu nicht eingelagerten Proben ergeben