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Wärmespannungen in Bauteilen aus Thermoplasten

Dem Aufbau von Wärmespannungen ist die temperatur- und zeitabhängige Spannungsrelaxation überlagert. Für die zuverlässige Vorhersage des Wärmespannungsverlaufs ist daher ein nichtlinear-viskoelastisches Modell notwendig.

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Werkstoffmodell vorgestellt, das "basierend auf einem erweiterten Feder-Dämpfer-Modell - Wärmespannungen unter Berücksichtigung des temperaturabhängigen Werkstoffverhaltens sowie der Relaxation simuliert. Isotherme Zugversuche mit konstanter Dehnungsgeschwindigkeit werden zur Kalibrierung herangezogen.

Das Temperaturverhalten ergibt sich ausschließlich aus dem Fliessverhalten der Molekülketten, eine Temperaturabhängigkeit der elastischen Eigenschaften selbst kann nicht bestätigt werden. Dies wird im Modell entsprechend abgebildet.

Es wird nachgewiesen, dass die Zeit-Temperatur-Verschiebung nach Arrhenius anwendbar ist. Die Simulationsergebnisse werden experimental überprüft und das Werkstoffmodell erfolgreich für die Simulation von zyklischen Temperaturwechseln sowie am Beispiel eines Schnapphakens angewendet.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com

Nils Schöche
Institut für Kunststoffe im Maschinenbau
Universität - Gesamthochschule Essen

Informationen

Freie Schlagwörter: Thermoplast, Wärmespannung, nichtlinear, viskoelastisch, Simulation, Feder, Dämpfer, Modell, Relaxation, Zeit-Temperatur-Verschiebung, Temperaturwechsel
Institut / Lehrstuhl: Fachbereich 12 der Universität Gesamthochschule Essen
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Walter Michaeli
Erscheinungsjahr: 1997
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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