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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Charakterisierung des temperaturspezifischen Ermüdungsverhaltens glasfaserverstärkter Kunststoffe anhand computertomographischer in situ Analyse der Schädigungsentwicklung

Freitag (20.09.2019)
11:30 - 12:00 Uhr Palaiszimmer
Bestandteil von:


Ziel der Untersuchungen war die vergleichende Charakterisierung des temperaturspezifischen Ermüdungs- und Schädigungsverhaltens von glasfaserverstärktem Polyurethan und Epoxidharz durch Kombination von messtechnisch instrumentierten Einstufenversuchen unter -30, 23 und 70°C mit in situ computertomographischen (CT) Analysen. Mittels der CT-Analysen konnte der Schädigungsgrad temperatur- und beanspruchungsspezifisch abgebildet, quantitativ beschrieben, sowie mit Hysteresekennwerten korreliert werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass die entwickelten GF-PU-Strukturen über deutlich beeinträchtigte Ermüdungseigenschaften gegenüber EP-basierten Strukturen verfügen. Besonders deutlich wird dies unter erhöhten Temperaturen, die zu einer Reduktion der Ermüdungsfestigkeit von bis zu 40% ggü. den Ergebnissen von GF-EP führen, was auf Unterschiede in der Glasübergangstemperatur zurückgeführt werden konnte. Die in situ Computertomographie ermöglicht durch Separation der Schädigungsmechanismen einen detaillierten Einblick in die Prozesse und den Ablauf der Werkstoffdegradation. Es zeigte sich sowohl für GF-PU als auch GF-EP eine ähnliche Schädigungsentwicklung, beginnend mit 0°/90°, über -45°/45° Zwischenfaserrisse, deren erstmaliges Auftreten mit einem Wendepunkt in der Steifigkeitsentwicklung korreliert, bis zur Entwicklung von Delaminationen, die das Versagen einleiten. Die quantitativen Ergebnisse zur Schädigungsentwicklung wurden genutzt, um Modelle zur Ermittlung der Restlebensdauer anzupassen.

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Daniel Hülsbusch
Technische Universität Dortmund
Weitere Autoren/Referenten:
  • Selim Mrzljak
    Technische Universität Dortmund
  • Prof. Frank Walther
    Technische Universität Dortmund

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