Experimentelle Untersuchung und analytische Verifizierung des Knickens von funktionsgraduierten, mit Kohlenstoffnanoröhren verstärkten Sandwichträgern

Die Verstärkung mit Kohlenstoffnanoröhren (CNT) kann eine neue Möglichkeit bieten, die Eigenschaften von Verbundmaterialien zu verbessern, indem die Verstärkungsphasen in nanoskalige Füllstoffe umgewandelt werden. In dieser Studie wurde die Knickantwort von funktionsgraduierten, mit CNT verstärkten Verbund-Sandwichträgern (FG-CNTRC) experimentell und analytisch untersucht. Die oberen und unteren Platten der Sandwichträger bestanden aus laminierten Kohlenstofffaser-Verbundschichten und einem harten Kern. Der harte Kern bestand aus einem pultrudierten Glasfaserverstärkten Polymer (GFRP)-Profil. Die Schichten der FG-CNTRC-Oberflächen wurden mit unterschiedlichen Anteilen von CNT verstärkt. Die Referenzprobe bestand nur aus einem pultrudierten GFRP-Profil. In der Studie wurden die Referenzprobe und vier Proben mit CNT unter Druck getestet. Der größte Unterschied in der Knicklast zwischen der Referenzprobe und der Probe mit CNT betrug 37,7 %. Der Unterschied zwischen den analytischen Berechnungsergebnissen und den experimentellen Ergebnissen wurde mit einer Annäherung von 0,49 %-4,92 % ermittelt. Schließlich wurden in den Proben das Knicken, das Ablösen, interlaminare Risse und Faserbrüche beobachtet.