Schadigungsmechanismen in faserverstarkten Kunststoffen: Quasistatische und dynamische Untersuchungen

Cover......Page 1
Schädigungsmechanismen
in
faserverstärkten
Kunststoffen......Page 4
ISBN 9783834814838......Page 5
Geleitwort......Page 6
Danksagung......Page 8
Inhaltsverzeichnis......Page 10
Formelzeichen......Page 14
1 Einleitung und Motivation......Page 22
2.1 Einfluss des Faseranteils und der Faserorientierung auf das mechanische Eigenschaftsniveau......Page 25
2.2 Kristallstrukturen und polymorphe Umwandlung von Polybuten-1......Page 31
2.3 Werkstoffverhalten bei hohen Dehnraten......Page 34
2.4.1 Grundlagen der Schallemissionsanalyse......Page 41
2.4.2 Literaturanalyse zur Beschreibung der Werkstoffeigenschaften von Faserbunden mit Hilfe der Schallemissionsanalyse......Page 43
2.4.3 Interpretation der unterschiedlichen Frequenzbereiche für den Schädigungsmechanismus „Faserbruch“......Page 50
3.1.1 Bestimmung des Faservolumengehalts und der Faserorientierung......Page 54
3.2.1 Bewertung der Steifigkeitsund Festigkeitseigenschaften bei quasistatischer Zugund Biegebeanspruchung......Page 56
3.2.2 Ermittlung der Härte im Kugeleindruckversuch und mittels registrierender Mikrohärteprüfung......Page 58
3.2.4 Bruchmechanische Bewertung des Rissinitiierungsund Rissausbreitungsverhaltens im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch......Page 60
3.3 Ermittlung der Eigenschaften von Polybuten-1 bei medial-thermischer Auslagerung......Page 64
3.4 Bestimmung der Festigkeit im Hochgeschwindigkeitszugversuch......Page 66
3.5.1 Durchführung der Schallemissionsanalyse, Validierung von akustischen Sensoren und Auswertung der aufgezeichneten Schallemissionen mittels
Wavelet-Transformation......Page 68
3.5.3 Simultane Aufzeichnung der Belastung und der Schallemissionen in der Biegeanordnung......Page 73
3.5.4 Kopplung des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuchs mit der Schallemissionsanalyse......Page 74
3.6 In-Situ Zugversuch mit simultaner Aufzeichnung der Schallemissionen......Page 75
4.1 Werkstoffcharakterisierende Eigenschaften......Page 79
4.1.1 Mengenanteil und Glasfaserorientierung......Page 80
4.1.2 Aussagen über die Glasfaserlängenverteilung......Page 83
4.2.1 Einfluss des Glasfasergehalts auf das Steifigkeitsund Festigkeitsniveau der Werkstoffsysteme......Page 85
4.2.2 Bewertung des Härteniveaus in Abhängigkeit vom Glasfasergehalt......Page 87
4.2.3 Konventionelle Zähigkeitscharakterisierung......Page 88
4.2.4 Ermittlung der Risszähigkeit mit bruchmechanischen Konzepten als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung......Page 90
4.3 Einfluss der medial-thermischen Auslagerung auf die Eigenschaften von Polybuten-1......Page 95
4.4 Werkstoffverhalten in Abhängigkeit von der Dehnrate......Page 100
4.5.1 Ergebnisse der Validierung der akustischen Sensoren und Einfluss der experimentellen Parameter auf die aufzuzeichnenden Schallemissionen......Page 106
4.5.2 Bewertung der Schädigungskinetik im Zugversuch an gekerbten Prüfkörpern......Page 112
4.5.3 Ermittlung der Biegeeigenschaften gekerbter Prüfkörper mit simultaner Schallemissionsanalyse......Page 120
4.5.4 Charakterisierung der Schädigungskinetik unter schlagartiger Belastung......Page 122
4.6 Korrelation der auftretenden Schädigungsmechanismen mit den Schallemissionsereignissen im quasistatischen in-situ Zugversuch......Page 127
5 Zusammenhang zwischen den auftretenden Schädigungsmechanismen und der Schallemissionscharakteristik unter quasistatischer und schlagartiger Beanspruchung......Page 143
6 Zusammenfassung und Ausblick......Page 150
7 Literatur......Page 158
Anhang......Page 168