Schoßig Schädigungsmechanismen in faserverstärkten Kunststoffen

Quasistatische und dynamische Untersuchungen
2011
ISBN: 978-3-8348-9924-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 167 Seiten, eBook

Marcus Schoßig geht von der werkstoffphysikalischen Beschreibung der Eigenschaften von glasfaserverstärkten Polyolefinwerkstoffen aus und korreliert deren Ergebnisse mit Resultaten morphologischer Untersuchungen zur Aufstellung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen.

Dr. Marcus Schoßig promovierte auf dem Gebiet der Polymer-Verbunde an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg am Lehrstuhl Werkstoffdiagnostik/Werkstoffprüfung unter Leitung von Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Grellmann.

Zielgruppe

Research

Autoren/Hrsg.

Schoßig, Marcus

Inhaltsverzeichnis

1;Geleitwort;6
2;Danksagung;7
3;Inhaltsverzeichnis;8
4;Formelzeichen;11
5;1 Einleitung und Motivation;18
6;2 Stand der Forschung zur Beschreibung der mechanischen Eigenschaften kurzglasfaserverstärkter Werkstoffe;21
6.1;2.1 Einfluss des Faseranteils und der Faserorientierung auf das mechanische Eigenschaftsniveau;21
6.2;2.2 Kristallstrukturen und polymorphe Umwandlung von Polybuten-1;27
6.3;2.3 Werkstoffverhalten bei hohen Dehnraten;30
6.4;2.4 Bewertung der Schädigungskinetik von faserverstärkten Kunststoffen mit Hilfe der Schallemissionsanalyse;37
6.4.1;2.4.1 Grundlagen der Schallemissionsanalyse;37
6.4.2;2.4.2 Literaturanalyse zur Beschreibung der Werkstoffeigenschaften von Faserbunden mit Hilfe der Schallemissionsanalyse;39
6.4.3;2.4.3 Interpretation der unterschiedlichen Frequenzbereiche für den Schädigungsmechanismus „Faserbruch“;46
7;3 Experimentelle Methoden zur Bestimmung der Eigenschaften unter quasistatischer und dynamischer Beanspruchung;50
7.1;3.1 Überblick über die untersuchten Werkstoffe;50
7.1.1;3.1.1 Bestimmung des Faservolumengehalts und der Faserorientierung;50
7.1.2;3.1.2 Ermittlung der Glasfaserlängenverteilung;52
7.2;3.2 Mechanische und bruchmechanische Grundcharakterisierung;52
7.2.1;3.2.1 Bewertung der Steifigkeitsund Festigkeitseigenschaften bei quasistatischer Zugund Biegebeanspruchung;52
7.2.2;3.2.2 Ermittlung der Härte im Kugeleindruckversuch und mittels registrierender Mikrohärteprüfung;54
7.2.3;3.2.3 Konventionelle Zähigkeitsbewertung mit Hilfe des Schlagund Kerbschlagbiegeversuchs;56
7.2.4;3.2.4 Bruchmechanische Bewertung des Rissinitiierungsund Rissausbreitungsverhaltens im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch;56
7.3;3.3 Ermittlung der Eigenschaften von Polybuten-1 bei medial-thermischer Auslagerung;60
7.4;3.4 Bestimmung der Festigkeit im Hochgeschwindigkeitszugversuch;62
7.5;3.5 Schallemissionsanalyse unter quasistatischer und dynamischer Belastung;64
7.5.1;3.5.1 Durchführung der Schallemissionsanalyse, Validierung von akustischen Sensoren und Auswertung der aufgezeichneten Schallemissionen mittelsWavelet-Transformation;64
7.5.2;3.5.2 Kopplung des Zugversuchs mit der schädigungssensitiven Schallemissionsanalyse;69
7.5.3;3.5.3 Simultane Aufzeichnung der Belastung und der Schallemissionen in der Biegeanordnung;69
7.5.4;3.5.4 Kopplung des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuchs mit der Schallemissionsanalyse;70
7.6;3.6 In-Situ Zugversuch mit simultaner Aufzeichnung der Schallemissionen;71
8;4 Ergebnisse der mechanischen Charakterisierung der kurzglasfaserverstärkten Polyolefinwerkstoffe;75
8.1;4.1 Werkstoffcharakterisierende Eigenschaften;75
8.1.1;4.1.1 Mengenanteil und Glasfaserorientierung;76
8.1.2;4.1.2 Aussagen über die Glasfaserlängenverteilung;79
8.2;4.2 Mechanische Grundcharakterisierung der PP-, PE-HDund PB-1Werkstoffe;81
8.2.1;4.2.1 Einfluss des Glasfasergehalts auf das Steifigkeitsund Festigkeitsniveau der Werkstoffsysteme;81
8.2.2;4.2.2 Bewertung des Härteniveaus in Abhängigkeit vom Glasfasergehalt;83
8.2.3;4.2.3 Konventionelle Zähigkeitscharakterisierung;84
8.2.4;4.2.4 Ermittlung der Risszähigkeit mit bruchmechanischen Konzepten als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung;86
8.3;4.3 Einfluss der medial-thermischen Auslagerung auf die Eigenschaften von Polybuten-1;91
8.4;4.4 Werkstoffverhalten in Abhängigkeit von der Dehnrate;96
8.5;4.5 Bewertung der Schädigungskinetik unter quasistatischer und dynamischer Beanspruchung;102
8.5.1;4.5.1 Ergebnisse der Validierung der akustischen Sensoren und Einfluss der experimentellen Parameter auf die aufzuzeichnenden Schallemissionen;102
8.5.2;4.5.2 Bewertung der Schädigungskinetik im Zugversuch an gekerbten Prüfkörpern;108
8.5.3;4.5.3 Ermittlung der Biegeeigenschaften gekerbter Prüfkörper mit simultaner Schallemissionsanalyse;116
8.5.4;4.5.4 Charakterisierung der Schädigungskinetik unter schlagartiger Belastung;118
8.6;4.6 Korrelation der auftretenden Schädigungsmechanismen mit den Schallemissionsereignissen im quasistatischen in-situ Zugversuch;123
9;5 Zusammenhang zwischen den auftretenden Schädigungsmechanismen und der Schallemissionscharakteristik unter quasistatischer und schlagartiger Beanspruchung;139
10;6 Zusammenfassung und Ausblick;146
11;7 Literatur;154
12;Anhang;163

Über Autor(innen)

Dr. Marcus Schoßig promovierte auf dem Gebiet der Polymer-Verbunde an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg am Lehrstuhl Werkstoffdiagnostik/Werkstoffprüfung unter Leitung von Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Grellmann.