Zur Grenzschichtdämpfung von Verbundwerkstoffen mit kurzfasrigen Einlagerungen

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Abstract

Es werden Verbundwerkstoffe mit Fasern endlicher Länge im Falle einer Wechselzugbelastung theoretisch untersucht. Mit Hilfe einfacher Modelle läßt sich das Verhalten eines Verbundes mit elastischer Matrix, elastischen Fasern und plastifizierbarer Grenzschicht beschreiben. Für eine ideal-plastische, eine viskose und eine viskoplastische Grenzschicht wird die durch das Abgleiten der Grenzschicht hervorgerufene mechanische Dämpfung berechnet. In Abhängigkeit von der Spannung bzw. der Frequenz treten Dämpfungsmaxima auf. Aus deren Lage lassen sich die Grenzschichtparameter, insbesondere die Grenzschichtscherfestigkeit, ablesen. Damit besteht die Möglichkeit, mit Hilfe von Dämpfungsmessungen die Eigenschaften der Grenzschicht im Verbund selbst zu bestimmen.

Abstract

Composite materials with discontinuous fibres are theoretically examined under alternating tension. By the aid of simple models for a composite with elastic matrix, elastic fibres, and plastificable interface the behaviour of the composite material can be described. The mechanical damping, caused by slipping of the interface, is computed for the cases of a perfect-plastic, a viscous and a visco-plastic boundary layer. Damping peaks occur in dependence of the stress amplitude and the frequency, respectively. From the position of these peaks we can conclude to the parameters of the interface, in particular, to its shear strength. Thus damping measurements render it possible to determine the properties of the interface within the composite.

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