Kernwerkstoffe / Kernmaterial - Einleitung

Die Strukturlehre besagt, dass die Steifigkeit eines beliebigen Paneels im Quadrat zu seiner Stärke zunimmt. Der Sinn eines Kernmateriales in einem Faserverbund-Laminat ist demnach vor allem die Erhöhung der Schichtstärke bei geringer Gewichtszunahme im Interesse einer besseren Steifigkeit. Diese Konstruktionsart eines Laminates bezeichnet man als „Sandwich“ (benannt nach dem mehrschichtigen Aufbau, ähnlich wie bei einem Hamburger) und sie führt in der Tat zu einer dramatischen Zunahme der Steifigkeit bei überschaubarer Zunahme des Gewichtes.
Abbildung 32 zeigt ein solches Sandwichlaminat unter Einwirkung einer Biegelast bei Dreipunktauflage. Die Sandwichplatte kann hier durchaus mit einem klassischen Doppel-T-Träger verglichen werden; die Deckschichten entsprechen in diesem Vergleich den Druck- bzw. Zuggurten des Trägers und der Schaumkern dem Schubsteg, der die beiden Gurte verbindet. Bei Verformung entsteht im oberen Gurt (obere Deckschicht) eine Drucklast, der untere Gurt (untere Deckschicht) gerät unter Zug und der Schubsteg (Schaumkern) nimmt die resultierenden Schubkräfte auf. Aus dieser Betrachtung lässt sich folgern, dass die wichtigste Eigenschaft eines Kernmateriales für Sandwichbauweisen seine Fähigkeit zur Aufnahme bzw. Weiterleitung von Schubkräften ist.

Kernwerkstoffe / Kernmaterial

Ferner muss das Kernmaterial ein Mindestmaß an Druckfestigkeit aufweisen, damit die unter Drucklast stehende Deckschicht nicht in Richtung des Kernes ausknicken („buckling“) und in der Folge brechen kann.

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