Pultrusion of thermoset based profiles-state of the art regarding materials, process set-ups, process modeling, and process simulation

Titel in Übersetzung: Pultrusion duroplastischer Profile - Stand der Technik in Bezug auf Materialien, Prozesseinstellungen, Prozessmodellierung und Prozess Simulation

Rita de Cassia Costa Dias

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Diese Arbeit widmet sich der mathematischen Modellierung des Pultrusionsprozesses, um den Härtungsgrad und die Wärmeverteilung während der Polymerisationsreaktion zu verbessern. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Verwendung thermochemischer und empirischer kinetischer Modelle zur Vorhersage des Aushärtegrades. Während empirische kinetische Modelle einfach zu handhaben sind, sind sie hinsichtlich des Verständnisses des Systems begrenzt, da kein Wissen über die vollständige Kinetik der funktionellen Gruppen vorliegt. In dieser Hinsicht ist die Verwendung von phänomenologischen Modellen, die auf Materialskalen der an der Härtungsreaktion beteiligten funktionellen Gruppen basieren, eine gute Strategie. Die kinetischen Parameter beider Modelle wurden aus Differential Scanning Calorimetry (DSC) -Experimenten eines Epoxidharzes abgeschätzt. Die Ergebnisse der Parameterschätzung durch Vergleich mit experimentellen Daten zeigten, dass die kinetischen Modelle angemessen an das experimentelle Aushärtungsverhalten angepasst werden konnten und minimale Fehlerquadrate aufwiesen. Angesichts der Multiphysik und der Vielzahl von Variablen, die am Pultrusionsprozess beteiligt sind, sind einige experimentelle Analysen für die Herstellung zeitaufwändig. Daher ist die Entwicklung geeigneter Rechenmodelle von großem Interesse, um den Prozess auf verschiedene Aspekte der Verbundherstellung wie Wärmeübertragung, Aushärtung und mechanische Eigenschaften hin zu analysieren. Zusätzlich zu den wissenschaftlichen und thermochemischen Modellen, die in dieser Arbeit entwickelt wurden, haben wir beobachtet, dass sich nur wenige Studien mit der Optimierung der Matrixtemperatur des Pultrusionsprozesses befasst haben. Daher ist das zweite Ziel dieser Arbeit die Optimierung der Werkzeugtemperatur der Pultrusion auf der Grundlage der Minimierung der Zielfunktion durch Variieren der Werte der Temperaturen der Düsenheizungen, die die Entscheidungsvariablen des Optimierungsproblems sind. Die Ergebnisse zeigten, dass der entwickelte Algorithmus numerisch stabil ist und optimale Werkzeugtemperaturen zur Herstellung eines gleichmäßig ausgehärteten Materials bietet.
Titel in Übersetzung Pultrusion duroplastischer Profile - Stand der Technik in Bezug auf Materialien, Prozesseinstellungen, Prozessmodellierung und Prozess Simulation
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Schledjewski, Ralf, Beurteiler A (intern)
  • Mitschang, Peter, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Heilungsverhalten
  • Thermische Analyse
  • Wärmehärtbare Harze
  • Pultrusion
  • Simulation
  • Optimierung

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