Mattner, Tobias
Zum intralaminaren Scherverhalten endlosfaserverstärkter Thermoplaste und dessen Quantifizierung
Tobias Mattner
Endlosfaserverstärkte Thermoplaste bieten hohes Leichtbaupotential und können über eine Reihe verschiedener Umformverfahren singulär oder für Funktionsintegration in Kombination mit weiteren Prozessen wie dem Spritzguss in kurzen Zykluszeiten großserientauglich zu hoch performanten Bauteilen verarbeitet werden. Ein Hindernis für eine größere Marktverbreitung ist, neben oft hohen Halbzeugkosten, die noch unzureichende Prognostizierbarkeit des Materialverhaltens in der Umformsimulation, was ursächlich in unzureichenden Simulationsmethoden und unzureichenden Charakterisierungsmöglichkeiten der Umformeigenschaften dieser Materialgruppe begründet ist. Der aktuelle Fokus der Simulationsmethodenentwicklung liegt dabei auf mesoskopischen Ansätzen. Die Umformeigenschaften zeichnen sich durch eine komplexe Wechselwirkung aus Fasern und polymerer Matrix aus und werden klassischerweise anhand aus der Textiltechnik bekannter Deformationsmechanismen kategorisiert. Dabei nimmt neben dem Biegeverhalten das intralaminare Scherverhalten den größten Einfluss auf die resultierenden makroskopischen Deformationseigenschaften. Der zur Charakterisierung der intralaminaren Schereigenschaften verbreitete Scherrahmentest ist noch unzureichend erforscht, sodass eine Vielzahl verschiedener Einflussfaktoren und inkonsistenter Umgang mit diesen bislang keine weitläufig reproduzier- und vergleichbaren Prüfdaten zulässt. Das intralaminare Scherdeformationsverhalten endlosfaserverstärkter Thermoplaste soll daher im Rahmen dieser Arbeit auf die wesentlichen Wirkzusammenhänge hin erforscht werden, um darauf basierend eine zuverlässige, vergleichbare und auf beliebige Werkstoffe anwendbare Prüfmethodik abzuleiten. Dabei sollen wesentliche Fehlerquellen im Scherrahmentest aufgezeigt sowie Möglichkeiten zur Kompensation dieser erarbeitet werden. Zusätzlich ist es ein Ziel, den bislang auf makroskopische Materialbetrachtungen beschränkten Test um Möglichkeiten der Erschließung mesoskopischer Deformationseigenschaften zu erweitern, um eine Brücke zu den aktuellen Entwicklungen in der Simulationsmethodenentwicklung schlagen zu können.
Seiten: 150
ISBN: –