Einfluss von Schubspannungen auf das Faserbruchgeschehen in kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK)

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In der Natur haben sich in mechanisch belasteten Bereichen vielfach faserartige Strukturen durchgesetzt. Neben dem geläufigen Beispiel Holz haben z. B. auch Knochen im Inneren einen faserigen Aufbau aus feinen Knochenbälkchen (so genannte Trabekeln). Diese sind in das Knochenmark eingebettet und orientieren sich automatisch in die wesentliche Belastungsrichtung. In Bild 1.1 ist anhand des Beispiels eines Oberschenkelknochens zu erkennen, wie sich die Struktur an den Linien der maximalen Zug- und Druckspannungen ausrichtet [FR03, URL06a]. Ein prinzipiell vergleichbarer Lastfall ist etwa bei einem Kran zu finden, dessen Struktur als ein Fachwerk aufgebaut wird, um ebenfalls die auftretenden Zug- und Druckkräfte optimal zu übertragen [URL06b].