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Ermüdungsverhalten glasfaserverstärkter Duroplaste

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) kommen heute in großem Maßstab in dynamisch hochbeanspruchten Bauteilen (z.B. Verkehrswesen, Energieversorgung) zum Einsatz. Die geforderte Lebensdauer dieser Produkte, die in der Regel deutlich über 10 Jahre beträgt, stellt hohe Ansprüche an die Zuverlässigkeit der Lebensdauervorhersage.

Verfahren, die sich zur Lebensdauerberechnung bei metallischen Werkstoffen und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen etabliert haben, sind für GFK unbefriedigend bzw. ungeeignet, da sie das spezifische Ermüdungsverhalten der glasfaserverstärkten Werkstoffe nur unzureichend berücksichtigen.

In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, die auf der Bewertung des Steifigkeitsverlustes dynamisch beanspruchter Werkstoffe beruht und eine Vorhersage zulässiger dynamischer Beanspruchungen bei verhältnismäßig geringem Versuchsaufwand gestattet. Die Methode wurde erfolgreich angewendet auf Faserverbundwerkstoffe mit sprödem Matrixverhalten (glasfaserverstärkte Polyester- und Epoxidharze, SMC). Für FVK mit zäheren Matrixsystemen (Vinylesterharze, zähmodifizierte Epoxidharze) werden erfolgversprechende Ansätze aufgezeigt, die in experimentellen Untersuchungen angepasst und verifiziert werden müssen. Ein großes Potential zur Verbesserung des Verfahrens eröffnet sich dabei durch eine optimierte Versuchsführung. Langfristig sollte es damit möglich sein, auf er Grundlage optimierter Versuchspläne und Auswertemethoden eine Lebensdauerberechnung für beliebige Last-Zeit-Funktionen durchzuführen.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com

Leo Hoffmann
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT)
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Ermüdungsverhalten, Faserverbundwerkstoffe, glasfaserverstärkte Kunststoffe, GFK, Lebensdauerberechnung, Hysteresismessung, Steifigkeitsverlust
Institut / Lehrstuhl: Technische Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Helmuth Harig
Erscheinungsjahr: 1999
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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