Verbundwerkstoffe

Welche Aussage beschreibt die Hauptaufgabe der Matrix in einem faserverstärkten Verbundwerkstoff zutreffend?

  1. ADie Matrix trägt den größten Teil der Last; die Fasern dienen nur dazu, das Risswachstum in der Matrix zu verhindern und die Zähigkeit zu erhöhen
  2. BSie verbindet die Fasern, hält die Form, überträgt die Last über Schub an der Grenzfläche auf die Fasern und schützt sie vor der Umgebung
  3. CIhre einzige Aufgabe ist, die Wärmeausdehnung der Fasern auszugleichen; auf Festigkeit, Steifigkeit und andere mechanische Eigenschaften hat sie keinen Einfluss
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Lösung: B. Sie verbindet die Fasern, hält die Form, überträgt die Last über Schub an der Grenzfläche auf die Fasern und schützt sie vor der Umgebung

In einem faserverstärkten Verbundwerkstoff tragen die festen, steifen Fasern den größten Teil der Last, während die Matrix die Fasern in ihrer vorgesehenen Lage und Richtung hält und dem Bauteil seine Form gibt. Äußere Lasten werden von der Matrix über Schubspannungen an der Grenzfläche zwischen Faser und Matrix auf die Fasern übertragen. Die Matrix schützt die Fasern außerdem vor Beschädigung, Feuchtigkeit und Chemikalien und verhindert, dass ein Riss beim Bruch einer Faser ungehindert in die benachbarten Fasern läuft. Die Aussage, die Matrix trage den größten Teil der Last, vertauscht die Rollen von Faser und Matrix. Die Matrix bestimmt die Festigkeit quer zur Faser, die Druckfestigkeit und die interlaminare Festigkeit maßgeblich mit; auch die Aussage, sie habe keinen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften, ist daher falsch.

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