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Beitrag zur Beschreibung des mechanischen Langzeitdeformationsverhaltens von thermoplastischen Kunststoffen

Die Finite Elemente Analyse (FEA) hat sich in den letzten Jahren als Werkzeug für die Bauteilauslegung fest etabliert. Die Berechnung des Langzeitverhaltens von Kunststoffbauteilen stellt hierbei immer noch eine große Herausforderung dar. Gängige FEA-Programme verfügen zwar über eine Vielzahl von unterschiedlichen Materialmodellen, die jedoch nur bedingt in der Lage sind, die stark nichtlineare Zeit-, Temperatur- und Lastabhängigkeit des mechanischen Werkstoffverhaltens der Kunststoffe in guter Näherung darzustellen. Darüber hinaus stehen für die Berechnung oftmals nur wenige Werkstoffdaten zur Verfügung.

Diese Arbeit stellt eine Methode vor, mit der das mechanische Werkstoffverhalten von Kunststoffen über einen weiten Last-, Temperatur- und Zeitbereich abgebildet werden kann. Die Methode beinhaltet eine Erweiterung eines linear viskoelastischen Materialmodells sowie die Auswertung und Aufbereitung der Messdaten zu dessen Kalibrierung. Basierend auf umfangreichen Untersuchungen werden werkstoffgerechte Annahmen getroffen, die es ermöglichen, das Materialmodell bereits anhand von uniaxialen Zugkriechdaten ausreichend zu kalibrieren. Da diese Daten meist in Werkstoffdatenbanken hinterlegt sind, kann somit auf Basis dieser vorliegenden Daten, die gegebenenfalls durch Kurzzeitzugkriechdaten ergänzt werden müssen, eine verbesserte Berechnung des temperatur- und lastabhängigen Langzeitverhaltens von Kunststoffkomponenten erzielt werden.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Tobias Naumann

Tobias Naumann
Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe
Universität des Saarlandes

Informationen

Freie Schlagwörter: Langzeitdeformationsverhalten, Thermoplaste, Kriechen, Relaxation, freies Volumen, Zeit-Temperatur-Verschiebung, Viskoelastisch, Materialmodell
Institut / Lehrstuhl: Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III der Universität des Saarlandes
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Markus Stommel (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Walter Michaeli
Erscheinungsjahr: 2012
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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In Zusammenarbeit mit dem Wissenschaftlichen Arbeitskreis Kunststofftechnik stellen wir Ihnen kostenfrei aktuelle Dissertationen aus dem Themengebiet der Kunststofftechnik zur Verfügung.


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