Faserverbundwerkstoffe < Materialwissenschaft < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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Ich habe ein Frage bezüglich Faserverbundwerkstoffen. Ich soll begründen warum dünne Fasern besser zu Verstärkung geeignet sind als dicke fasern. Ich möchte einmal wissen ob, meine Idee richtig ist:
Da dünne Fasern sind aufgrund ihrer größeren Oberfläche besser geeignet als dicke Fasern. Die relative Oberfläche nimmt nämlich mit größer werdendem Radius im Bezug auf das Volumen ab. Das das Volumen mit dem Exponent 2 ansteigt und die Oberfläche nur mit dem Exponent 1. Und da die Kraft auf die Faser durch Schubspannung auf ihre Oberfläche übertragen wird, sind viele dünne Fasern besser als dicke Fasern, welche nämlich eine kleine Oberfläche haben.
Und dann habe ich noch eine Frage zur kiritischen Länge der Fasern:
die Formel lauetet ja:
[mm] l_{c} [/mm] = [mm] \bruch{omega*r}{2*tau}
[/mm]
omega = maximale Spannung in der Faser
tau = Schubspannung and er Grenzfläche beider Phasen
Was sagt mir diese Formel genau?
bedeutet das, dass wenn die Fasern zu lang sind, dass diese dann zerreißen? Und wenn sie zu kurz sind, dass dann die Fasern aus der Matrix herausgezogen werden?
Vielen Dank für die Hilfe
Gruß Jesper
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:06 Mi 30.06.2010 | | Autor: | Loddar |
Hallo Jesper!
> Da dünne Fasern sind aufgrund ihrer größeren Oberfläche
> besser geeignet als dicke Fasern. Die relative Oberfläche
> nimmt nämlich mit größer werdendem Radius im Bezug auf
> das Volumen ab. Das das Volumen mit dem Exponent 2 ansteigt
> und die Oberfläche nur mit dem Exponent 1. Und da die
> Kraft auf die Faser durch Schubspannung auf ihre
> Oberfläche übertragen wird, sind viele dünne Fasern
> besser als dicke Fasern, welche nämlich eine kleine
> Oberfläche haben.
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]") Das kann man so argumentieren.
Gruß
Loddar
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:42 Mi 30.06.2010 | | Autor: | UE_86 |
Hallo Jesper,
den ersten Teil würde ich auch so begründen!
Die Formel wird angewendet, wenn eine maximale Festigkeitssteigerung durch die Fasern erreicht werden soll. Die Fasern müssen hier hinreichend lang sein, um bis zu ihrer Bruchfestigkeit (omega bei dir) belastet werden zu können.
Man erkennt an der Formel, dass die Größe der Faser eigentlich gar keine Rolle spielt, sondern das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser.
Wenn die Fasern lang genug sind und brechen können sie noch immer genug Kräfte aufnehmen. Durch z.B. dünnere Fasern kann das noch begünstigt werden...
MFG
UE
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