Die für die Untersuchung des Ermüdungswiderstandes von Elastomerbauteilen verwendeten Formulierungen basieren häufig auf Modellen, die für Anwendungen in der Metalltechnik entwickelt wurden. Die damit verbundenen Eigenschaften wie Isotropie oder Elastizität stehen hingegen im Konflikt mit den Anforderungen, die zu der Wahl eines gefüllten Polymers als Werkstoff geführt haben. Gleichzeitig weisen technische Gummiwerkstoffe ein hochgradig nichtlineares Materialverhalten auf und zeigen vom Polymer und Füllstoffgrad abhängig eine unterschiedlich ausgeprägte belastungsinduzierte Anisotropie. Diese Umstände führen zu dem Bedarf, das Ermüdungsverhalten technischer Gummiwerkstoffe in Abhängigkeit der für Gummi typischen Eigenschaften intensiver zu untersuchen und neue Ansätze für die Auslegung der Lebensdauer von elastomeren Werkstoffen bereitzustellen. Im Rahmen der Arbeit wird eine Auswahl an unterschiedlichen Modellwerkstoffen auf polymerer Basis auf ihre Lebensdauereigenschaften hin analysiert. Den Schwerpunkt bilden hierbei modulierte Belastungsrichtungen, die über eine einfache Scherung mit rotierenden Achsen versuchstechnisch abgebildet werden. Anhand der Versuchsergebnisse werden neue Ansätze zur Vorhersage der Lebensdauer technischer Gummiwerkstoffe formuliert und mit bisherigen Ansätzen verglichen. Neben der Formulierung neuer Berechnungsvorschriften zur Bestimmung des Ermüdungswiderstandes polymerer Werkstoffe werden zudem die einfache Scherung mit rotierenden Achsen sowie das Versuchsprinzip zu deren Umsetzung eingehend untersucht. Dies umfasst auch eine Analyse einer mechanischen Charakterisierung technischer Gummiwerkstoffe anhand einer einfachen Scherung mit rotierenden Achsen.

Die Eigenschaften der kommerziell verfügbaren Hochtemperaturwerkstoffe bestimmen den Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit von Flug- und Industriegasturbinen sowie Motoren. Da die breit eingesetzten Nickelbasis-Werkstoffe mit etwa 8-8,5 g/cm^3 eine verhältnismäßig hohe Dichte aufweisen, wird seit Jahrzehnten nach alternativen Werkstoffen gesucht. Da besonders die Titanaluminide, speziell die stark Nb-haltigen gamma-TiAl-Legierungen (TNB-Legierungen), mit einer Dichte von ca. 4,5 g/cm^3 einen beträchtlichen Dichtegewinn gegenüber den Nickelbasis-Superlegierungen bieten, haben Legierungen auf dieser Basis das größte Potenzial, um die Nickelbasis-Superlegierungen teilweise zu ersetzen. Im Fluggasturbinenbau ist die Anwendung für den hinteren Teil des Hochdruckverdichters und die letzten Stufen der Turbine angedacht. Dabei sollen Schaufeln, Gehäuse und Anbauteile aus modernen gamma-TiAl-Legierungen zum Einsatz kommen. Für die Auslegung dieser Bauteile sind umfassende Kenntnisse des Werkstoffverhaltens zwingend notwendig. Treten im Betrieb hohe Temperaturgradienten in den Bauteilen auf, so muss besonders auch das thermomechanische Ermüdungsverhalten betrachtet werden. Dieses stellt insbesondere für den Einsatz in Gasturbinen einen relevanten Schädigungsmechanismus dar. Inhalt dieser Arbeit war die Charakterisierung des thermomechanischen Verformungs- und Ermüdungsverhaltens der modernen gamma-TiAl-Legierung TNB-V5. Dabei wurden die Einflüsse der Mikrostruktur, der Phasenbeziehung zwischen thermischer und mechanischer Beanspruchung, des Temperaturbereiches und der Höhe der mechanischen Beanspruchung untersucht. Zum Verständnis der Ergebnisse wurden moderne Methoden der Mikrocharakterisierung angewandt. Zur Beschreibung des Lebensdauerverhaltens wurden der Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und der Schädigungsparameter PHL nach Haibach und Lehrke erfolgreich angewandt. Es wurden folgende, wesentlich über den bisherigen Stand des Wissens hinausgehende Erkenntnisse gewonnen: Eine Beanspruchung mit der Phasenbeziehung Clockwise-Diamond (CD) bzw. Counter-Clockwise-Diamond (CCD) führt im Gegensatz zur In-Phase- (IP) oder Out-of-Phase- (OP) Beanspruchung nur zu geringen Unterschieden zwischen den Beträgen der Ober- und der Unterspannung. Unter CD- und CCD-Beanspruchung kommt es zu nahezu keinen bzw. im Vergleich zur IP- und OP-Beanspruchung deutlich geringeren Zug- oder Druckmittelspannungen. Des Weiteren unterscheiden sich die Spannungs-Dehnungs-Hysteresekurven unter CD- bzw. CCD-Beanspruchung nur sehr wenig. Die Bruchlastspielzahlen der CD- und CCD-Versuche liegen immer zwischen denen der IP- und OP-Versuche. Für eine Lebensdauervorhersage unter thermomechanischer Beanspruchung sind die Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und PHL nach Haibach und Lehrke gut geeignet, wenn der Versuchs- bzw. Anwendungstemperaturbereich Temperaturen oberhalb des Spröd-Duktil-Überganges (ca. 750°C) beinhaltet. Ist dies der Fall, dann weichen die experimentell ermittelten Lebensdauern im betrachteten Bereich (Bruchlastspielzahl ca. 50 – 3000) maximal um den Faktor ±3 von den vorhergesagten Werten ab. Der Einfluss der Mikrostruktur auf das zyklische Verformungs- und Ermüdungsverhalten ist unter den betrachteten Bedingungen überraschend gering. Die Mikrostrukturen Near-Gamma und Duplex zeigen unter allen Versuchsbedingungen vergleichbare Lebensdauern, während das Fully-Lamellar-Gefüge tendenziell etwas höhere Lebensdauern aufweist. Weiterhin stellen die gewonnenen Ergebnisse eine wertvolle Datenbasis für die Auslegung von thermomechanisch beanspruchten Komponenten im Turbinen- und Motorenbau dar.

The near-threshold behavior of long cracks is studied in this paper using precracked flat dogbone specimens of a commercial aluminum alloy in peak-aged and overaged conditions. After introducing the initial crack in compression precracking, the crack was propagated approximately with the constant range of the stress intensity factor at values just above or below the corresponding threshold values. It was found that there were two major mechanisms which kept the crack from continuous extension. First, the crack front was pinned by primary precipitates. This effect was rather pronounced and lead to significant kinking in the crack front and ductile ridges on the fracture surface. The second mechanism was shear-controlled crack extension of very long cracks with plastic zones ahead of the crack tip, very similar to stage-I small cracks. Interaction with primary precipitates deflected the shear-controlled cracks but did not change the crack extension mode.

Two austenitic stainless steels of strongly different stacking fault energies (SFEs) and correspondingly different stabilities of the austenite phase were studied with respect to their very high cycle fatigue (VHCF) behavior. The metastable austenitic stainless steel 304L shows a very pronounced transient behavior and a fatigue limit in the VHCF regime. The higher SFE of the 316L steel results in a less pronounced transient cyclic deformation behavior. The plastic shear is more localized, and the formation of deep intrusions leads to microcrack initiation. However, the propagation of such microcracks is impeded by α'-martensite formed very localized within the shear bands. A comprehensive description of the microstructural changes governing the cyclic deformation including the transient resonant behavior was developed and transferred into a mechanism-based model. Simulation results were correlated with the observed deformation evolution and the change of the resonant behavior of specimens during VHCF loading providing a profound understanding of the VHCF-specific deformation behavior.

Die Eigenschaften der kommerziell verfügbaren Hochtemperaturwerkstoffe bestimmen den Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit von Flug- und Industriegasturbinen sowie Motoren. Da die breit eingesetzten Nickelbasis-Werkstoffe mit etwa 8-8,5 g/cm^3 eine verhältnismäßig hohe Dichte aufweisen, wird seit Jahrzehnten nach alternativen Werkstoffen gesucht. Da besonders die Titanaluminide, speziell die stark Nb-haltigen gamma-TiAl-Legierungen (TNB-Legierungen), mit einer Dichte von ca. 4,5 g/cm^3 einen beträchtlichen Dichtegewinn gegenüber den Nickelbasis-Superlegierungen bieten, haben Legierungen auf dieser Basis das größte Potenzial, um die Nickelbasis-Superlegierungen teilweise zu ersetzen. Im Fluggasturbinenbau ist die Anwendung für den hinteren Teil des Hochdruckverdichters und die letzten Stufen der Turbine angedacht. Dabei sollen Schaufeln, Gehäuse und Anbauteile aus modernen gamma-TiAl-Legierungen zum Einsatz kommen. Für die Auslegung dieser Bauteile sind umfassende Kenntnisse des Werkstoffverhaltens zwingend notwendig. Treten im Betrieb hohe Temperaturgradienten in den Bauteilen auf, so muss besonders auch das thermomechanische Ermüdungsverhalten betrachtet werden. Dieses stellt insbesondere für den Einsatz in Gasturbinen einen relevanten Schädigungsmechanismus dar. Inhalt dieser Arbeit war die Charakterisierung des thermomechanischen Verformungs- und Ermüdungsverhaltens der modernen gamma-TiAl-Legierung TNB-V5. Dabei wurden die Einflüsse der Mikrostruktur, der Phasenbeziehung zwischen thermischer und mechanischer Beanspruchung, des Temperaturbereiches und der Höhe der mechanischen Beanspruchung untersucht. Zum Verständnis der Ergebnisse wurden moderne Methoden der Mikrocharakterisierung angewandt. Zur Beschreibung des Lebensdauerverhaltens wurden der Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und der Schädigungsparameter PHL nach Haibach und Lehrke erfolgreich angewandt. Es wurden folgende, wesentlich über den bisherigen Stand des Wissens hinausgehende Erkenntnisse gewonnen: Eine Beanspruchung mit der Phasenbeziehung Clockwise-Diamond (CD) bzw. Counter-Clockwise-Diamond (CCD) führt im Gegensatz zur In-Phase- (IP) oder Out-of-Phase- (OP) Beanspruchung nur zu geringen Unterschieden zwischen den Beträgen der Ober- und der Unterspannung. Unter CD- und CCD-Beanspruchung kommt es zu nahezu keinen bzw. im Vergleich zur IP- und OP-Beanspruchung deutlich geringeren Zug- oder Druckmittelspannungen. Des Weiteren unterscheiden sich die Spannungs-Dehnungs-Hysteresekurven unter CD- bzw. CCD-Beanspruchung nur sehr wenig. Die Bruchlastspielzahlen der CD- und CCD-Versuche liegen immer zwischen denen der IP- und OP-Versuche. Für eine Lebensdauervorhersage unter thermomechanischer Beanspruchung sind die Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und PHL nach Haibach und Lehrke gut geeignet, wenn der Versuchs- bzw. Anwendungstemperaturbereich Temperaturen oberhalb des Spröd-Duktil-Überganges (ca. 750°C) beinhaltet. Ist dies der Fall, dann weichen die experimentell ermittelten Lebensdauern im betrachteten Bereich (Bruchlastspielzahl ca. 50 – 3000) maximal um den Faktor ±3 von den vorhergesagten Werten ab. Der Einfluss der Mikrostruktur auf das zyklische Verformungs- und Ermüdungsverhalten ist unter den betrachteten Bedingungen überraschend gering. Die Mikrostrukturen Near-Gamma und Duplex zeigen unter allen Versuchsbedingungen vergleichbare Lebensdauern, während das Fully-Lamellar-Gefüge tendenziell etwas höhere Lebensdauern aufweist. Weiterhin stellen die gewonnenen Ergebnisse eine wertvolle Datenbasis für die Auslegung von thermomechanisch beanspruchten Komponenten im Turbinen- und Motorenbau dar.

Die Anzahl an Brücken aus Textil- bzw. Carbonbeton wächst stetig und umso dringender wird die Fragestellung nach einer sicheren Ermüdungsbemessung von Carbonbeton. Die bloße Einführung von Abminderungsfaktoren als Widerstand gegen die Ermüdungsbelastung ist hierbei keine Option. Für eine wirtschaftliche Bemessung von Carbonbeton unter Zugschwellbelastung ist ein materialgerechtes Bemessungskonzept vonnöten, welches zunächst eine umfangreiche Untersuchung des Materialverhaltens unter Ermüdungsbelastung erfordert. Hierzu leistet die vorliegende Arbeit einen essentiellen Beitrag. Zunächst wird dabei der für die durchgeführten Untersuchungen relevante Wissensstand zusammengefasst. Anschließend werden umfangreiche Ermüdungsuntersuchungen vorgestellt, welche an zwei verschiedenen, marktüblichen Materialkombinationen durchgeführt wurden. Dabei wurden sowohl das Zug- als auch das Verbundtragverhalten von Carbonbeton unter Zugschwellbelastung betrachtet. Neben den erreichbaren Schwingspielzahlen und Resttragfähigkeiten von Durchläufern wurden auch das Spannungs-Dehnungs- bzw. -Verformungs-Verhalten, die Veränderung der Gestalt der Hystereseschleifen, die Probekörperdehnungen bzw. -verformungen und die Probekörpersteifigkeiten während der Ermüdungsbelastung untersucht. Anhand der erzielten Untersuchungsergebnisse wird schlussendlich ein Vorschlag für ein Bemessungskonzept für Carbonbeton unter Zugschwellbeanspruchung zusammengestellt. Die in der vorliegenden Arbeit erzielten Ergebnisse tragen somit dazu bei, ein grundlegendes Verständnis für das Materialverhalten von Carbonbeton bei Ermüdungsbelastung zu erhalten und die Ermüdungsbemessung für die untersuchten Materialien durchzuführen. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere Materialkombinationen ist in weiterführenden Untersuchungen zu überprüfen.

Das Ermüdungsverhalten von Beton wurde in der Literatur bislang sehr ausführlich anhand von zentrisch beanspruchten Zylinderprobekörpern untersucht. Untersuchungen, die sich mit zyklisch biegebeanspruchten Betonbauteilen im Druckschwellbereich beschäftigen, existieren nur in geringer Zahl. Solche Bauteile sind beispielsweise in Turmstrukturen von Windenergieanlagen vorhanden, die aktuell in großem Umfang errichtet werden. Für hochfesten Beton, wie er in diesen Bauwerken meist verwendet wird, liegen noch weniger Untersuchungsergebnisse vor. Aufgrund der hohen auftretenden Lastwechselzahlen und der großen Querschnittsabmessungen ist die versuchstechnische Untersuchung des Ermüdungsverhaltens solcher Strukturen mit großen Herausforderungen verbunden. Mit Hilfe von numerischen Simulationen kann hingegen eine Vielzahl an Parametervariationen innerhalb kürzester Zeit untersucht werden, wodurch eine beschleunigte Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von Bauteilen möglich wird. Die dafür verwendeten Materialmodelle werden schnell sehr komplex und benötigen eine aufwendige Kalibrierung der Eingangsparameter an Bauteilversuchen. Ein Modell zur Abbildung der makroskopischen Schädigungsprozesse im Beton unter Ermüdungsbeanspruchung in Querschnitten unter Druckschwellbeanspruchung, das anhand von üblichen Zylinderversuchen kalibriert werden kann, existiert bisher nicht. In der vorliegenden Arbeit wurden diese Punkte aufgegriffen und ein Modell zur Simulation der Schädigungsentwicklung und von Spannungsumlagerungen in ermüdungsbeanspruchten Betondruckzonen numerisch implementiert. Hierfür wurde ein dreistufiges Vorgehen gewählt. Im ersten Schritt wurden experimentelle Untersuchungen konzipiert und durchgeführt. Die Versuche waren eine wichtige Grundlage für das numerische Modell und wurden an zylindrischen und balkenförmigen Probekörpern durchgeführt. Aus statischen und zyklischen Versuchen an den Betonzylindern wurden die Eingangsparameter für das Materialmodell ermittelt und die Balkenversuche dienten zur Validierung des Modells. Diese wurden in einem Resonanzprüfstand durchgeführt, mit dem sich die erforderlichen großen Kräfte mit Belastungsfrequenzen von 19 Hz realisieren ließen. Damit konnten die hohen auftretenden Lastwechselzahlen in kurzer Zeit erreicht werden. Im zweiten Schritt wurde ein additives Dehnungsmodell in den Berechnungsablauf der Finite-Elemente-Software ANSYS Mechanical implementiert. Die zugrundeliegenden Funktionen für die Steifigkeits- und Dehnungsverläufe wurden aus Zylinderversuchen abgeleitet. Im dritten Schritt erfolgte die Validierung der numerischen Implementierung anhand der Balkenversuche. Es wurden unterschiedliche Phänomene betrachtet, wie z. B. die Temperatur- und Dehnungsentwicklung sowie die Veränderungen in der Materialsteifigkeit und die daraus resultierenden Spannungsumlagerungen im Querschnitt. In den experimentellen Untersuchungen der Balkenprobekörper wurde mit der Resonanzprüfmethode ein Ermüdungsversagen durch Abplatzen der Betondruckzone oder durch eine vollständige Zerstörung der Balken erzielt. Die ertragenen Lastwechselzahlen aller Balken lagen deutlich über den Bruchlastwechselzahlen nach fib Model Code 2010. Die Ursache dafür ist eine frühe Schädigung und Steifigkeitsabnahme der am stärksten beanspruchten Bereiche, die dort zu einer nachfolgenden Verringerung der Spannungen führte. In den numerischen Nachrechnungen konnten die in den Balkenversuchen beobachteten Effekte bestätigt werden. Vor allem die am stärksten geschädigten Bereiche konnten mit dem Modell sehr gut abgebildet werden. Es wurde zudem gezeigt, dass sich infolge der Entlastung der geschädigten Bereiche Spannungen in weniger stark beanspruchte Bereiche umlagerten. Dies bestätigte die positive Wirkung der Spannungsumlagerungen auf die Ermüdungslebensdauer der Bauteile. Mit dem Modell können Parameterstudien mit z. B. variierenden Belastungsniveaus oder Vorspannungsgraden durchgeführt werden, um wertvolle Erkenntnisse zur Vordimensionierung ermüdungsbeanspruchter Bauteile und zur Identifikation markanter Stellen in der Geometrie zu gewinnen. Für weiterführende Aussagen ist die Durchführung zusätzlicher Versuche notwendig, um das numerische Modell auf ein breiteres Parameterspektrum zu erweitern. / The fatigue behavior of concrete has so far been studied intensively in the literature using centrically loaded cylindrical specimens. Only a few studies have been carried out on concrete structures subjected to cyclic bending loads. Such structures can be found in wind turbine towers, for example. Research results for high-strength concrete, which is usually used in such structures, are even scarcer. Due to the high number of occurring load cycles and the large cross-sectional dimensions, the testing of the fatigue behavior of such structures is associated with major challenges. Numerical simulations, in contrast, enable the investigation of a large number of parameter variations within a very short period of time, which accelerates the investigation of the fatigue behavior of components. The used material models quickly become very complex and require time-consuming calibration of the input parameters in structural tests. A model for simulating the macroscopic damage processes in concrete subjected to fatigue loading in compressed cross-sections, which can be calibrated using standard cylinder tests, does not yet exist. The present work addresses these aspects and implements an additive strain model to simulate the damage development and stress redistributions in fatigue-loaded concrete compression zones. A three-step approach was chosen for this. In the first step, experimental investigations were designed and carried out. The tests are essential for the numerical model and were carried out on cylindrical and beam-shaped specimens. The input parameters for the material model were determined from static and cyclic tests on the concrete cylinders and the beam tests were used to validate the model. The beam tests were carried out in a resonance-based testing facility, which allowed the realization of the required high forces with load frequencies of 19 Hz. This made it possible to apply the high number of load cycles in a short time. In the second step, the strain model was implemented in the simulation procedure of the finite element software ANSYS Mechanical. The functions for the stiffness and strain development were derived from cylinder tests. In the third step, the numerical implementation was validated using the beam tests. Different phenomena were considered, such as the temperature and strain development as well as the changes in material stiffness and the resulting stress redistributions in the cross-section. In the experimental investigations of the beam specimens, fatigue failure due to spalling of the concrete compression zone or complete destruction of the beams was achieved using the resonance-based testing facility. All beams endured significantly more load cycles than the number of cycles to failure according to fib Model Code 2010. This was due to early damage and a reduction in stiffness in the most heavily loaded regions, which subsequently led to a reduction in stresses. The numerical simulations confirmed the effects observed in the beam tests. In particular, the model was able to simulate the most damaged regions very well. Moreover, it was shown that stresses redistributed to less heavily loaded regions as a result of the relief of the damaged regions. This confirmed the positive effect of stress redistributions on the fatigue life of the structures. The model can be used to carry out parameter studies with varying load levels or degrees of prestressing, for example, in order to gain valuable insights into the predimensioning of fatigue-loaded structures and to identify critical locations in the geometry. For more detailed conclusions, additional tests have to be carried out in order to expand the numerical model to a wider range of parameters.

Ultrafeinkörnige metallische Werkstoffe haben verstärkt wissenschaftliche Bedeutung erlangt. Um dieser neuartigen Werkstoffklasse über die grundlagenorientierte Forschung hinaus einen Einsatz in technischen Anwendungen zu ermöglichen, ist es notwendig, deren Verhalten unter verschiedenen einsatzrelevanten Belastungsbedingungen vorhersagen zu können. In der vorliegenden Arbeit wird das Schädigungsverhalten einer ultrafeinkörnigen Aluminiumlegierung in den Bereichen der hochzyklischen (HCF) und niedrigzyklischen (LCF) Ermüdung sowie des Rissfortschritts untersucht. Im Mittelpunkt steht dabei die Identifikation der mikrostrukturell wirksamen Mechanismen bei der Entstehung und Ausbreitung von Ermüdungsrissen. Es werden ein homogen ultrafeinkörniger und ein bimodaler Zustand sowie verschiedene duktilitätsoptimierte Zustände betrachtet und systematisch der Einfluss der Korngröße, der Korngrößenverteilung, der Ausscheidungscharakteristik sowie der Festigkeit und Duktilität auf das Ermüdungs- und Rissfortschrittsverhalten ermittelt. Die Untersuchungen zeigen, dass das Schädigungsverhalten der ultrafeinkörnigen Aluminiumlegierung insbesondere durch die Korngröße und Korngrößenverteilung sowie den Kohärenzgrad der festigkeitssteigernden Ausscheidungen beeinflusst wird.

Ultrafeinkörnige metallische Werkstoffe haben verstärkt wissenschaftliche Bedeutung erlangt. Um dieser neuartigen Werkstoffklasse über die grundlagenorientierte Forschung hinaus einen Einsatz in technischen Anwendungen zu ermöglichen, ist es notwendig, deren Verhalten unter verschiedenen einsatzrelevanten Belastungsbedingungen vorhersagen zu können. In der vorliegenden Arbeit wird das Schädigungsverhalten einer ultrafeinkörnigen Aluminiumlegierung in den Bereichen der hochzyklischen (HCF) und niedrigzyklischen (LCF) Ermüdung sowie des Rissfortschritts untersucht. Im Mittelpunkt steht dabei die Identifikation der mikrostrukturell wirksamen Mechanismen bei der Entstehung und Ausbreitung von Ermüdungsrissen. Es werden ein homogen ultrafeinkörniger und ein bimodaler Zustand sowie verschiedene duktilitätsoptimierte Zustände betrachtet und systematisch der Einfluss der Korngröße, der Korngrößenverteilung, der Ausscheidungscharakteristik sowie der Festigkeit und Duktilität auf das Ermüdungs- und Rissfortschrittsverhalten ermittelt. Die Untersuchungen zeigen, dass das Schädigungsverhalten der ultrafeinkörnigen Aluminiumlegierung insbesondere durch die Korngröße und Korngrößenverteilung sowie den Kohärenzgrad der festigkeitssteigernden Ausscheidungen beeinflusst wird.

Textile Verstärkungsstrukturen werden aufgrund der hohen Variabilität der Fadenablage, dem erreichbaren hohen Automatisierungsgrad und der guten mechanischen Kennwerte in hochbeanspruchten Faser-Kunststoff-Verbundstrukturen eingesetzt. Eine besondere Rolle spielen hier 3D-Textilverstärkungen mit gestreckter Fadenanordnung etwa in Form von 3D-Geweben, Mehrlagengestricken und -gewirken. Sie bieten neben hervorragenden Steifigkeiten und Festigkeiten durch den in Dickenrichtung angeordneten und den Fadenverbund sichernden Maschenfaden einen hohen Widerstand gegen Delaminationen sowie eine gute Drapierbarkeit. In der Arbeit wird ein neuartiges Degradationsmodell für textilverstärkte Kunststoffe bei zyklischer Belastung auf Basis kontinuums-schädigungsmechanischer Ansätze entwickelt. Dazu wird zunächst die Schädigungsphänomenologie exemplarisch für Glasfaser-Mehrlagengestrickverstärktes Epoxidharz sowohl bei einachsiger als auch erstmals bei frequenz- und phasengleicher mehrachsiger zyklischer Belastung untersucht und klassifiziert. In umfangreichen Versuchsreihen sind belastungsspezifische Schäden - in den bereits für quasistatische Beanspruchung identifizierten Bruchmoden - zu beobachten, die sich in charakteristischer Weise über den Verlauf der zyklischen Belastung aufsummieren und eine deutliche Abhängigkeit von der Belastungsart und -richtung aufweisen. In den mehrachsigen Belastungsversuchen konnte die bislang unbekannte unterschiedliche Kopplung der Zug- und Schubsteifigkeitsverläufe bzw. Druck- und Schubsteifigkeitsverläufe quantifiziert und mit den auftretenden Schädigungsphänomenen korreliert werden. Die zur Kalibrierung des Materialmodells notwendigen Kennwerte und Modellparameter werden anhand von ein- und mehrachsigen Einstufenversuchen durch Auswertung der Spannungs-Dehnungs-Hysterese sowie der Schwingfestigkeitsschaubilder ermittelt. Das Potential der hier vorgenommenen schichtweisen Lebensdauermodellierung unter Berücksichtigung von Schädigungsinitiierung und Schädigungsevolution wird in ausgewählten Validierungsversuchen demonstriert. Neben der realistischen Abbildung des Degradationsverhaltens ist eine sehr gute Vorausberechnung der richtungsabhängigen Restfestigkeit nach zyklischer Belastung möglich. Das hier entwickelte Degradationsmodell liefert damit erstmals die wesentlichen schichtbezogenen Informationen zum Werkstoffzustand während zyklischer Belastung und ist ein essentieller Grundbaustein für die umfassende Lebensdaueranalyse von textilverstärkten Strukturbauteilen. / Due to the high variability of the thread placement, the achievable high degree of automation and the good mechanical properties textile reinforcements are used in highly loaded fiber reinforced polymer structures. A specific role is played here by 3D textile reinforcements with stretched thread arrangements, for example in the form of 3D fabrics and multi-layered weft knits. In addition to excellent stiffness and strength, they provide a high resistance to delamination as well as good drapability due to the mesh thread arranged in the thickness direction securing the thread system. In this work a novel degradation model for cyclically loaded textile-reinforced polymers on the basis of continuum damage mechanics approaches is developed. For this purpose, the damage phenomenology is investigated and classified for glass fiber multi-layer weft knit reinforced epoxy resin in uniaxial as well as in-phase multiaxial cyclic loading. In extensive tests load-specific damage can be observed - in the fracture modes already identified for quasistatic stress - which characteristically develop over the course of the cyclic load and show a clear dependence on the type and direction of loading. In the multi-axial load tests, the hitherto unknown coupling of the tensile and shear stiffness or compression and shear stiffness could be quantified and correlated with the occurring damage phenomena. The characteristic values and model parameters necessary for calibrating the material model are determined by means of single- and multi-axial constant amplitude tests by evaluating the stress-strain hysteresis and the S-N curves. The potential of the presented layer-wise fatigue damage model is demonstrated in selected validation experiments. In addition to the realistic modelling of the degradation behaviour, a very good prediction of the direction-dependent residual strength after cyclic loading is achieved. For the first time, the degradation model developed here provides the essential layer-related information on the state of the material during cyclic loading and is an essential building block for the comprehensive lifetime analysis of textile-reinforced composite structures.