Für den Einsatz von kurzfaserverstärkten Kunststoffen in der Crashanwendung ist für die Entwicklung eine frühzeitige Absicherung der Funktionalität aus Kostengründen durch die numerische Simulation notwendig. Dafür sind die richtige experimentelle Bestimmung der mechanischen Kennwerte und ein korrektes numerisches Materialmodell essentiell. In vorliegender Arbeit werden die Kennwerte eines kurzglasfaserverstärkten Thermoplasts bei verschiedenen Verzerrungsraten und in unterschiedlichen Richtungen unter Druck-, Schub- und Zugbelastung experimentell ermittelt. Auf Basis dieser Daten wird ein neues orthotropes lineares elastisches und sowohl orthotropes als auch verzerrungsratenabhängiges, plastisches Materialmodell entwickelt. Es berücksichtigt die hydrostatische Druckabhängigkeit des plastischen verfestigenden Materialverhaltens und das von der Belastungsrichtung, von der Verzerrungsrate und der Spannungsmehrachsigkeit beeinflusste Versagen. Mit dynamischen Impaktversuchen werden die Kennwerte und das Materialmodell an einem realen Bauteil validiert. Zum Schluss werden Möglichkeiten für die weitere Entwicklung aufgezeigt.
As reasons of costs for the crash application of short fibre reinforced polymers for the development is an early covering of the functionality necessary by the numerical simulation. For that purpose an experimental determination of the correct mechanical data and a numerical material model describing the real material are essentially. In this work the mechanical data of a short glass fibre reinforced polymer are determined experimentally by different strain rates and in various directions under compression, shear and tension. On the basis of this data a new orthotropic-linear elastic and both orthotropic and strain rate dependent plastic material model is developed. It considers the dependency of the mechanical material behaviour according to the hydrostatic pressure in the plastic hardening and the failure which depends on loading direction, strain rate and a dimensionless hydrostatic pressure-deviatoric stress ratio. The characteristic data and the material model are validated by dynamic impact on a real structure. At the end different possibilities for the further development are shown.
Modellierung und Simulation von extrudierten faserverstärkten Kunststoffen für dynamische Belastungen
Modelling and simulation of extrude fibre reinforced plastic materials for dynamic loading
2006
24 Seiten, 16 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
British Library Conference Proceedings | 2006
|Recycling von faserverstärkten Kunststoffen
IuD Bahn | 1997
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