Simulation des Verformungs- und Schädigungsverhaltens thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe mittels parametrischer mehrskaliger Werkstoffmodelle

Im Rahmen der Arbeit wurden die Werkstoffstrukturen eines unidirektional kohlefaserverstärken thermoplastischen Kunststoffes unter Nutzung einer numerischen Bildauswertung auf mehreren Skalenebenen charakterisiert. Erstmalig wurden die Rovingstrukturen auf der mesoskopischen Ebene über statistisch validierte Kennzahlen und Verteilungsfunktionen beschrieben. Parametrisierte Skripte wurden zur Modellierung der realen Strukturen erstellt. Die Repräsentativität der Geometriemodelle konnte auf allen Skalenebenen über die Nutzung der Kennwerte des realen Werkstoffes sichergestellt werden. Mittels Repräsentativer Volumen Elementen (RVE) wurden die homogenisierten elastischen Eigenschaften auf den betrachteten Skalenebenen und das inelastische Werkstoffverhalten auf der mikroskopischen Ebene modelliert. Die elastischen Eigenschaften wurden auf den betrachteten Skalenebenen erfolgreich homogenisiert und als Ausgangsbasis zur Modellierung höherer Ebenen verwendet