Zur elastoplastischen Beanspruchung eines mit Bor‐Kurzfasern verstärkten Aluminium‐Werkstoffes bei einachsiger Zugbelastung

Anhand umfangreicher parametrischer Finite‐Elemente‐Rechnungen wird in Abhängigkeit von Belastung, Faservolumenanteil, SiC‐Beschichtung, Faserendengeometrie und unvollständigem Haften an der Faserstirnfläche die elastische und elastoplastische Beanspruchung des Al‐B‐Verbundwerkstoffs untersucht, wobei unter anderem auch ein Vergleich mit der sog. Mischungsregel erfolgt. Bei kurzfaserverstärkten Werkstoffen kommt dem Werkstoffverhalten im Bereich des Faser‐Matrixübergangs besondere Bedeutung zu. Als problematisch erweist sich in diesem Zusammenhang die Interpretation von Finite‐Elemente‐Lösungen im Bereich von Spannungskonzentrationen, so daß hier eine geeignete Mittelung vorgeschlagen wird. Ferner zeigt sich, daß zur Beschreibung der Beanspruchung des Matrixwerkstoffs die übliche Angabe der plastizierten Fläche allein nicht ausreicht, sondern der Verlauf der Formänderungsarbeit angegeben werden sollte. Im Hinblick einer sicheren Auslegung von Al‐B‐Verbundwerkstoffen werden die Ergebnisse des ebenen Modells auf ein axialsymmetrisches Modell mit diskontinuierlichen Fasern übertragen. Gegenüber den Berechnungen nach der Mischungsregel wird dabei eine vorzeitige Plastizierung des Matrixwerkstoffs ermittelt.