Vor der Umsetzung von Prototypen im Originalmaßstab lohnt es Vorversuche im Probekörpermaßstab durchzuführen. Für direkt vergleichbare Beanspruchungszustände und für die damit einhergehende erhöhte Aussagekraft der skalierten Versuche sollten diese mit FEA designten Probekörpern durchgeführt werden. Zudem können unerwartete und unerwünschte Versagensarten vorab erkannt und verhindert werden.
Im vorliegenden Beispiel soll die Laminatfestigkeit bei Torsionsbelastung nachgewiesen werden. Hier sind aufgrund der hohen Werkstofffestigkeiten von Faser-Kunststoff-Verbunden meist nur vergleichsweise geringe Wanddicken im Zylinderbereich möglich. Im generischen Diagramm (siehe Abbildung) wird deutlich, dass deshalb im für den Festigkeitsnachweis relevanten Wandstärkenbereich keine ausreichende Beulstabilität vorhanden ist. Der naheliegende Ansatz, mit einer Wanddickenerhöhung etwa durch eine Umfangswicklung Abhilfe zu schaffen, würde zu einer Verfälschung der angestrebten Festigkeitsaussage führen.
Auf Basis des an der LZS GmbH erarbeiteten Werkstoff- und Bauteilverständnisses konnte eine zielführende Lösung gefunden werden. Inspiriert durch bionische Ansätze wurde ein Design mit lokalen Ringbandagen (90°-Wicklung) entwickelt, die es ermöglicht die Beulstabilität, auch ohne negativen Einflüsse auf die angestrebte Prüfaussage, erheblich zu steigern.
Dies ist nur ein Beispiel wie intelligentes Probekörperdesign die Möglichkeit bietet, bei aufwendigen, häufig mehrstufigen Validierungsversuchen eine korrekte Aussage sicherzustellen und so den Zeitaufwand und die Kosten zu minimieren.
