Scherung in Lagenebene, IPS 

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Ziel der Prüfung

  • Scherung in Lagenebene kann im Zugversuch oder bei einer Druckprüfung unter ± 45° zur Faserrichtung erzeugt werden. Dazu werden die Probekörper aus Platten unter 45° zur Faserrichtung entnommen. 
  • Neben den Zug- und Druckversuchen, die zur Bestimmung der Spannungen, Dehnungen und der Modulwerte in den Hauptspannungsrichtungen eingesetzt werden, spielt die Messung der Schereigenschaften in Lageneben eine herausragende Rolle für die Charakterisierung eines Faserverbundwerkstoffs.
  • Gemessen werden Schubdehnung γ 12, Schubspannung τ 12 und der Schubmodul G 12.
  • Da das Verfahren keine sehr hohen Anforderungen an die Probenvorbereitung stellt und ähnlich dem Zugversuch auf einer Prüfmaschine realisiert werden kann, eignet es sich sowohl für die Materialcharakterisierung in Forschung und Entwicklung, als auch in der Massenprüfung für Qualitätssicherungszwecke.

Umsetzung des Prüfverfahrens

Da in einem Zug-Probekörper die unter 45° angeordneten Fasern an den Seitenkanten des Probekörpers enden, entsteht eine Schubverformung entlang der Faserrichtung. Diese Schubverformung kann mit zwei Dehnungsmeßstreifen in 0° und 90° Anordnung, oder einem biaxial messenden Längenänderungsaufnehmer ermittelt werden.

Da die Verformung innerhalb der Matrix stattfindet und der Bruch in der Matrix oder im Interface zur Faser liegt, sind die zu messenden Scherspannungen relativ gering. Zugkräfte von 10 kN werden bei Prüfungen an Normprobekörpern selten überschritten.
72_IPSmakroXtens
72_IPSWegaufnehmer
Eine Begrenzung findet das Prüfverfahren bei größeren Dehnungen. Bei zunehmender Verformung kommt es zu einer Winkeländerung der Fasern, die zu einem systematischen Berechnungsfehler führt. Die Normen begrenzen diese Prüfmethode deshalb auf 5% Dehnung.
73_IPSDiagramm
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