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Zum zügigen und zyklischen Verformungsverhalten polymerer Hartschaumstoffe

Die bestehenden Modellvorstellungen über die Struktur offenzelliger und geschlossenzelliger Hartschaumstoffe' werden dargestellt und bewertet. Dabei wird insbesondere auf die bei den Abschätzungen der Festigkeit und des Elastizitätsmoduls zugrunde gelegten vereinfachenden Annahmen eingegangen. Es wird gezeigt, dass das der Berechnung der Druckfestigkeit bisher zugrunde, gelegte Versagen durch Knicken oder Beulen der Stäbe oder Wände zumeist nicht erfüllt ist. Die Grenzen der Anwendung der Stabilitätskriterien für die Festigkeitsabschätzungen werden angegeben. Die bestehenden Modellvorstellungen werden weiterentwickelt durch Anwendung der Finiten Element Methode auf das elastische Verformungsverhalten einer idealisierten Zellform mit variabler Massenbelegung der Stäbe, Knoten und Zellwände. Dadurch kann die reale Schaumstruktur weitgehend approximiert werden. Die so berechneten Elastizitätsmoduln zeigen eine gute Übereinstimmung mit experimentell ermittelten Werten von PUR- und PVC- Hartschaumstoffen.

Für dynamische Untersuchungen an vernetzten und unvernetzten PVC-Hart-Schaumstoffen unter Zug-Druck- und Schubbelastung wird ein Meß- und Auswerteverfahren entwickelt, das auf der Analyse der Hysteresisschleifen basiert. Als Kenngrößen der Werkstoffermüdung werden die Dehnungsschwingbreite, der Betrag des Dehnungsverhältnisses, die Dämpfungsgröße, die Verlustarbeit, die Steigung der Mittenkurven der Hysteresisschleifen und die Bruchlastspielzahl angesehen.

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 Rainer Renz

Rainer Renz
Institut für Werkstoffkunde I
Universität Karlsruhe (TH)

Informationen

Freie Schlagwörter: Offenzellig, geschlossenzellig, Hartschaumstoff, PU, PVC, zyklisch, zügig, Verformung, Ermüdung, Stäbe, Knoten, Hysteresis, Dämpfung
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Maschinenbau der Universität Karlsruhe (TH)
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr. rer. nat. Eckard Macherauch (Betreuer), Prof. Dr. rer. nat. Ottmar Vöhringer
Erscheinungsjahr: 1977
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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