Über die Verwendung und Bedeutung von Kerbformzahlen bei der Auslegung von Faser-Kunststoff-Verbunden

Bei der Auslegung von Bauteilen ist die Verwendung von Formzahlen, zur Beurteilung von Spannungsuberhohungen an Ausschnitten und Kerben, ein gebrauchliches Verfahren. Auch bei geschichteten Verbundwerkstoffen kommen Formfaktoren zum Einsatz, die – neben der Form – auch von den Elastizitatseigenschaften des Verbundwerkstoffs abhangen. Die Verwendung solcher Formzahlen fuhrt jedoch in vielen Fallen zu einer Fehlinterpretation der Spannungen am Ausschnitt. Anhand von Beispielen werden die Unzulanglichkeiten dieser Formzahlen belegt und das Entstehen einer missverstandlichen Interpretation verdeutlicht. Zur Behebung dieser Mangel wird eine neue lokale, schichtenweise Formzahl eingefuhrt. Die Definition der neuen lokalen, schichtenweisen Formzahl behebt die vorhandenen Mangel konventioneller Formzahlen. Anhand eines Beispiels wird die Bestimmung der neuen Formzahl erlautert. Gleichzeitig werden Kriterien entwickelt, mit deren Hilfe beurteilt werden kann, in welchen Fallen globale Formzahlen zur aussagekraftigen Beschreibung eines Ausschnitts in einem geschichteten Verbundwerkstoff verwendet werden konnen. On the application and meaning of stress concentration factors in the design process of fibre reinforced composites Translation: The application of stress concentration factors is a common method to rate stress concentrations in the design process. Even in the case of layered composites stress concentration factors, which do not only depend on the form but also on the elastic properties of the composite, are applied. In many cases the application of such stress concentration factors lead to a misinterpretation of the stress state at the cut-out. Based on concrete examples the failing of an analysis based on common stress concentration factors and the resulting misinterpretation is shown. In order to remove these deficiencies a new layer-wise stress concentration factor is established. The definition of this new stress concentration factor corrects the deficiencies of common factors. A given example helps to understand the new definition. Criteria are derived to distinguish in which cases common stress concentration factors are applicable to layered composites.