Faserverbundwerkstoffe zeichnen sich durch eine hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit, richtungsabhängige Werkstoffeigenschaften sowie ein einstellbares sukzessives Schädigungsverhalten aus und sind daher prädestiniert für den Einsatz in modernen Hochleistungsrotoren. Die Überlagerung von thermomechanischer Belastung und Schädigung stellt bei rotierenden Faserverbundstrukturen unter realen Betriebsbedingungen eine zentrale Herausforderung für die Bauteilauslegung dar.
In dieser Arbeit wird daher das schädigungsabhängige Schwingungsverhalten rotierender Faserverbundstrukturen untersucht. Eine analytische Methode zur Spannungs- und Verformungsanalyse sowie ein numerischer Ansatz zur Berücksichtigung des Rissöffnens und -schließens werden entwickelt. Für eine verbesserte experimentelle Charakterisierung des Schwingungsverhaltens werden ein mitrotierendes Schwingungsanregungssystem sowie Methoden zur Verformungs-, Schwingungs- und Schädigungsanalyse von rotierenden Strukturen konzipiert und erstmals zur Anwendung gebracht. Zur Validierung der entwickelten Methoden erfolgt eine experimentelle Untersuchung verschiedener Rotorgeometrien.
Die Arbeit leistet damit einen Beitrag zum verbesserten Verständnis des Schwingungsverhaltens von rotierenden Faserverbundstrukturen in Abhängigkeit vom thermomechanischen Belastungs- und Schädigungszustand sowie zur Auslegung und Validierung von Hochleistungsrotoren aus Faserverbundwerkstoffen.