Beschreibung des Kriechverhaltens kurzfaserverstärkter Komposite aus den Eigenschaften der Konstituenten

Abstract

Es wird eine Methodik vorgestellt, mit der sich das Kriechverhalten kurzfaserverstärkter Kunststoffkomposite aus den Eigenschaften der einzelnen Konstituenten bestimmen lässt. Dabei wird mithilfe eines 2-Skalenansatzes aus der makroskopischen auf der Bauteilebene anliegenden Spannung die Spannung extrahiert, die auf der Konstituentenebene auf die Matrix wirkt. Der Spannungszustand der polymeren Matrix ist die Eingangsgröße für die Auswertung eines eindimensionalen Kriechmodells für die unverstärkte Matrix. Der Schritt zurück auf die Bauteilebene erfolgt durch die Bildung eines Spannungskonzentrators unter Berücksichtigung der Faserorientierung. Es wird ein Konzept präsentiert, wie sich die simulierte Faserorientierung aus der Spritzgießsimulation für eine Struktursimulation nutzbar machen lässt. Die Resultate der simulierten Zugkriechversuche für Ultramid A3W Gx und Ultradur B 4300Gx liegen eng an den experimentellen Ergebnissen. Zusätzlich werden Ergebnisse einer gekoppelten Analyse für ein Bauteil diskutiert.