Consideration of orthotropic thermal properties in the life time of short fibre reinforced polymers - Concept

Titel in Übersetzung: Berücksichtigung orthotroper thermischer Eigenschaften in der Lebensdaueranalyse kurzfaserverstärkter Kunststoffe - Konzept

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Simulationmethode des themomechanischen Verhaltens von kurzfaserverstärkten Kunststoffen. In dieser Arbeit wurde eine Multiskalensimulation zur Vorhersage orthotroper thermischer Ausdehnungen in kurzfaserverstärkten Polymeren unter Verwendung der ersten Ordnung Mori-Tanaka-Homogenisierungsschema durchgeführt. Um die Simulation zu evaluieren, wurden mehrere kurzfaserverstärkte Kunststoffe ausgewählt (PP-GF35, PP-GF40, PP-GF50, PA6-GF50, PPA-GF50, PEEK-CF30, PEEK-GF30). Die spezifische Wärmekapazität der ausgewählten kurzfaserverstärkte Kunststoffe sowie ihre Wärmeleitfähigkeit wurden durch verschiedene Tests mittels dynamische Differenzkalorimetrie und Blitzthermographie gemessen. Die thermischen Ausdehnungen der ausgewählten kurzfaserverstärkte Kunststoffe wurden in zwei Richtungen im höchstmöglichen Betriebstemperaturbereich mit einer digitalen Bildkorrelationeinrichtung (DBK) gemessen. Die höchste beobachtete Abweichung zwischen der Simulation und den Messungen der thermischen Ausdehnungen für PP-basierte Materialien, gehört zu PP-GF35 mit etwa 35% bei 100°C in Querrichtung. Bei PA6-GF50 liegt die maximale Abweichung zwischen Simulation und Messung der thermischen Dehnungen bei 150°C und beträgt etwa 20%. Die höchste Abweichung zwischen simulierten und gemessenen thermischen Ausdehnungen für PPA-GF50 beträgt etwa 29% und tritt bei 120°C auf (bei der Glasübergangstemperatur von PPA). Bei PEEK-GF30 und PEEK-CF30 beträgt die maximale Abweichung zwischen Simulation und Messung der thermischen Ausdehnungen 29% bzw. 40% bei 200°C. Bei beiden PEEK-basierte Materialien wurden jedoch bis zur Glasübergangstemperatur von PEEK keine merkbare Abweichungen festgestellt.
Titel in ÜbersetzungBerücksichtigung orthotroper thermischer Eigenschaften in der Lebensdaueranalyse kurzfaserverstärkter Kunststoffe - Konzept
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Oswald-Tranta, Beata, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung15 Dez. 2023
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2023

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Thermische Ausdehnungen
  • Kurzfaser
  • verstärkte Kunststoffe

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