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Zum Versagens- und Bruchverhalten von Kurzglasfaser-Thermoplasten

An PBTP-GF und SAN-GF Werkstoffen wurden die Einflüsse einer Erhöhung des Fasergehalts, der Faserlänge und der Faser/Matrixhaftung auf das Versagens- und Bruchverhalten bei Zug- und Schnellzerreißbeanspruchung und schwingender Beanspruchung untersucht. Zur Beurteilung des mechanischen Verhaltens bei Schnellzerreißbeanspruchung an gekerbten Proben wurden die kritischen Energiefreisetzungsraten bestimmt und mit Werten von Modellrechnungen verglichen. Die Dauerschwingversuche wurden unter Begleitung des Hysteresis-Messverfahrens und der visuellen und makroskopischen Probeninspektion zur Kennzeichnung des mechanischen und strukturellen Versagensablaufs durchgeführt. Anhand von Laststeigerungsversuchen wurden Beanspruchungsgrenzen gekennzeichnet. Zur Überprüfung eines direkten Zusammenhangs zwischen Bruchschwingspielzahl- und Ermüdungsrissausbreitungskurven wurden Schwingversuche an gekerbten und ungekerbten Proben durchgeführt.

Die Werkstoffvariationen führen zu erhöhten Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften bei Zug- und Schwingbeanspruchung, da die Eigenschaften der Fasern im höheren Maße auf die Verbundeigenschaften übertragen werden. Die kritischen Energiefreisetzungsragen der Werkstoffe bei Schnellzerreißbeanspruchung werden im wesentlichen auf die Energieaufnahme durch Faserauszug zurückgeführt. Die erhöhten Zeitschwingfestigkeiten werden mit dem erhöhten Risswiderstandsverhalten der Werkstoffe erklärt. Dem Versagensablauf werden eine Rissinitiierungsphase mit einer Vielfachrissbildung und eine Einzelrissausbreitungsphase zugeordnet. Bei PBT-GF Werkstoffen wird ein systematischer Zusammenhang zwischen der Steigerung der Bruchschwingspielzahl- und Ermüdungsrissausbreitungskurze ermittelt.

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 Wolfgang Janzen

Wolfgang Janzen
Fachbereich Maschinenbau
Universität - Gesamthochschule Kassel

Informationen

Freie Schlagwörter: PBTP-GF, SAN-GF, Fasergehalt, Faserlänge und Faser/Matrixhaftung, Bruchverhalten, Zugbeanspruchung, Schlagbeanspruchung, Ermüdungsrissausbreitung, Hysteresis-Messung, Beanspruchungsgrenzen
Institut / Lehrstuhl: Institut für Werkstofftechnik, Universität – Gesamthochschule Kassel
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Klaus Friedrich
Erscheinungsjahr: 1989
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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