Schädigungsmechanismen in faserverstärkten Kunststoffen [electronic resource] : Quasistatische und dynamische Untersuchungen /
Schoßig, Marcus.author.
Die Anforderungen an einen modernen Kunststoff sind vielfältig. Derartige Werkstoffe müssen neben höchsten mechanischen Ansprüchen auch den Anforderungen an die elektrischen, optischen und akustischen Eigenschaften genügen. Marcus Schoßig geht von der werkstoffphysikalischen Beschreibung der Eigenschaften von glasfaserverstärkten Polyolefinwerkstoffen aus und korreliert deren Ergebnisse mit Resultaten morphologischer Untersuchungen zur Aufstellung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Er bewertet die (bruch-)mechanischen Werkstoffeigenschaften und wendet hybride Methoden der Kunststoffdiagnostik an. Durch die Kopplung der schädigungssensitiven Schallemissionsanalyse mit quasistatischen und dynamischen Untersuchungen war es möglich, die Schädigungskinetik und -mechanismen in glasfaserverstärkten Polyolefinen zu bewerten. Darüber hinaus wurde der Einfluss einer medial-thermischen Auslagerung sowie hoher Dehnraten auf das mechanische Kennwertniveau der faserverstärkten Verbunde bewertet.
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Geleitwort; Danksagung; Inhaltsverzeichnis; Formelzeichen; 1 Einleitung und Motivation; 2 Stand der Forschung zur Beschreibung der mechanischen Eigenschaften kurzglasfaserverstärkter Werkstoffe; 2.1 Einfluss des Faseranteils und der Faserorientierung auf das mechanische Eigenschaftsniveau; 2.2 Kristallstrukturen und polymorphe Umwandlung von Polybuten-1; 2.3 Werkstoffverhalten bei hohen Dehnraten; 2.4 Bewertung der Schädigungskinetik von faserverstärkten Kunststoffen mit Hilfe der Schallemissionsanalyse; 2.4.1 Grundlagen der Schallemissionsanalyse
3.2.1 Bewertung der Steifigkeitsund Festigkeitseigenschaften bei quasistatischer Zugund Biegebeanspruchung3.2.2 Ermittlung der Härte im Kugeleindruckversuch und mittels registrierender Mikrohärteprüfung; 3.2.3 Konventionelle Zähigkeitsbewertung mit Hilfe des Schlagund Kerbschlagbiegeversuchs; 3.2.4 Bruchmechanische Bewertung des Rissinitiierungsund Rissausbreitungsverhaltens im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch; 3.3 Ermittlung der Eigenschaften von Polybuten-1 bei medial-thermischer Auslagerung; 3.4 Bestimmung der Festigkeit im Hochgeschwindigkeitszugversuch
3.5 Schallemissionsanalyse unter quasistatischer und dynamischer Belastung3.5.1 Durchführung der Schallemissionsanalyse, Validierung von akustischen Sensoren und Auswertung der aufgezeichneten Schallemissionen mittelsWavelet-Transformation; 3.5.2 Kopplung des Zugversuchs mit der schädigungssensitiven Schallemissionsanalyse; 3.5.3 Simultane Aufzeichnung der Belastung und der Schallemissionen in der Biegeanordnung; 3.5.4 Kopplung des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuchs mit der Schallemissionsanalyse; 3.6 In-Situ Zugversuch mit simultaner Aufzeichnung der Schallemissionen
4 Ergebnisse der mechanischen Charakterisierung der kurzglasfaserverstärkten Polyolefinwerkstoffe4.1 Werkstoffcharakterisierende Eigenschaften; 4.1.1 Mengenanteil und Glasfaserorientierung; 4.1.2 Aussagen über die Glasfaserlängenverteilung; 4.2 Mechanische Grundcharakterisierung der PP-, PE-HDund PB-1Werkstoffe; 4.2.1 Einfluss des Glasfasergehalts auf das Steifigkeitsund Festigkeitsniveau der Werkstoffsysteme; 4.2.2 Bewertung des Härteniveaus in Abhängigkeit vom Glasfasergehalt; 4.2.3 Konventionelle Zähigkeitscharakterisierung
4.2.4 Ermittlung der Risszähigkeit mit bruchmechanischen Konzepten als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung
Includes bibliographical references.
Die Anforderungen an einen modernen Kunststoff sind vielfältig. Derartige Werkstoffe müssen neben höchsten mechanischen Ansprüchen auch den Anforderungen an die elektrischen, optischen und akustischen Eigenschaften genügen. Marcus Schoßig geht von der werkstoffphysikalischen Beschreibung der Eigenschaften von glasfaserverstärkten Polyolefinwerkstoffen aus und korreliert deren Ergebnisse mit Resultaten morphologischer Untersuchungen zur Aufstellung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Er bewertet die (bruch-)mechanischen Werkstoffeigenschaften und wendet hybride Methoden der Kunststoffdiagnostik an. Durch die Kopplung der schädigungssensitiven Schallemissionsanalyse mit quasistatischen und dynamischen Untersuchungen war es möglich, die Schädigungskinetik und -mechanismen in glasfaserverstärkten Polyolefinen zu bewerten. Darüber hinaus wurde der Einfluss einer medial-thermischen Auslagerung sowie hoher Dehnraten auf das mechanische Kennwertniveau der faserverstärkten Verbunde bewertet.
Materials science.
Materials Science, general.