Strukturanalyse von biaxialen Zugversuchen an textilen Flächengebilden/Structural Analysis of biaxial tension tests for textiles

Seit ungefähr sechs Jahren gibt es auf europäischer und nationaler Ebene die Bestrebungen das Prüfverfahren zur Untersuchung des zweiachsigen Spannungs-Dehnungs-Verhalten beschichteter Gewebe in ein Standardwerk zu fassen. Hierzu gehört das Bestimmen von Werkstoff-Parametern in ebenen Spannungs-Verzerrungs-Zustand als Eingabegröße in jede numerische Strukturanalyse und für die Ermittlung von Zuschnitten. Zur Bestimmung der Zugsteifigkeiten für einen ebenen Spannungs-Verzerrungs-Zustand von beschichteten Geweben liegt seit Februar 2019 eine nationale Norm vor. In dieser stehen Versuchseinrichtungen und Verfahren nebeneinander, denen eine Einordnung in die Grundlagen der Mechanik und Strukturanalyse fehlt. Beschichtete Gewebe sind inhomogene und anisotrope Verbundwerkstoffe, bestehend aus einzelnen Fadenscharen, die über Webtechniken im losen Verband gehalten und durch Beschichtungen gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Werkstoff-Parametern werden in biaxialen Zugversuchen bestimmt, indem die Eigenschaften für die jeweilige Fadenrichtung homogeniert und linearisiert werden. Es wird aufgezeigt wie sich die homogenen Werkstoff-Parameter des unbeschichteten Gewebes aus dem Fadenverhalten ableiten. Der Einfluss der Probengeometrie auf das Last-Verformungs-Verhalten wird an zwei Beispielen dargestellt. Abschließend werden vier Verfahren zur Bestimmung der Werkstoff-Parameter nach der aktuellen Norm an den derselben Versuchsreihe gegenübergestellt und interpretiert.