Ein Wasserkasten an einem neuen Kraftfahrzeug aus glasfaserverstärktem Nylon fiel während einer Testfahrt aus und führte zum Festgehen des Motors. Mikroskopische, rasterelektronenmikroskopische und andere Untersuchungen führten zum Ergebnis, daß die Ursache für den Ausfall eine Kombination von drei Faktoren war. Bei der Formgebung war offenbar die Schmelze zu kalt, wodurch Einschlüsse von nichtgeschmolzenen oder nur teilweise geschmolzenen Granulatkörnern auftraten. Hinzu kam eine Spannungskonzentration durch die Geometrie des Bauteils, die zu einer Formzahl von 4,2 führte. Der ausschlaggebende Faktor war die Anwesenheit von Eigenspannungen in der Größenordnung von 20 MPa , die durch die Erstarrung bei zu niedriger Temperatur hervorgerufen wurden und mit den Lastspannungen zum Erreichen der Festigkeit führte. Dadurch wurden Risse initiiert, die zunächst klein nur zu einer Leckage führten. Bei jeder Fahrt wuchsen die Risse bis sie eine kritischen Größe erreichten, die zum katastrophalen Versagen führte. Die beobachteten Fehler waren durch die normale Qualitätssicherung nicht auszumachen, da die schwarze Farbe der Teile eine visuelle Inspektion erschwerte.
Premature fracture of a composite nylon radiator
Vorzeitiger Bruch eines Nylon faserverstärktem Kühlers
Engineering Failure Analysis ; 6 , 3 ; 181-195
1999
15 Seiten, 12 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch