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Einfluss von Faserorientierung, Temperatur und Feuchtigkeit auf das Ermüdungsverhalten von kurzfaserverstärkten Thermoplasten*

  • Christian Gaier , Harald Fleischer , Christoph Guster and Gerald Pinter
Published/Copyright: May 26, 2013
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Materials Testing
From the journal Materials Testing Volume 52 Issue 7-8

Kurzfassung

Aufgrund der überragenden Bedeutung des Leichtbaus im Fahrzeugbau versucht man heutzutage immer mehr Bauteile aus Metall durch kurzfaserverstärkten Kunststoff zu ersetzen. Für die betriebsfeste Bauteildimensionierung benötigt man Wöhlerlinien, welche jedoch stark von Faserorientierung, Temperatur, Feuchtigkeit und anderen Einflüssen abhängen. Dazu wurden umfangreiche Probenversuche im Rahmen eines Forschungsprojektes durchgeführt. Für die Lebensdauervorhersage wurden Methoden entwickelt und ein Simulationsprozess etabliert, der Faserorientierung und Faserverteilung als Ergebnis einer Spritzgießsimulation berücksichtigt. Anhand von Praxisbauteilen mit vorhandenen Versuchsergebnissen wurden die neuen Verfahren verifiziert.

Abstract

Because of the importance of lightweight constructions, nowadays short fiber reinforced plastic more and more substitutes components, which are made of metal so far. For the dimensioning of dynamically loaded components concerning the fatigue life, knowledge about S-N curves is necessary, which are strongly dependent on fiber orientation, temperature, moisture and other influences. A lot of specimen tests have been performed as part of a research project. For fatigue life prediction, methods have been developed and a simulation process has been established, which takes into account the fiber orientation and distribution as result from a molding simulation. The new analysis method and simulation process have been verified with component tests so far.

*

Dieser Beitrag erschien bereits im DVM- Bericht 136.

Dr. Christian Gaier, Jahrgang 1965, studierte Elektrotechnik in Wien, war dann Universitätsassistent und dissertierte über „Numerische Berechnung elektromagnetischer Felder mit Finiten Kantenelementen“. Seit 1996 beschäftigt er sich mit Betriebsfestigkeit am Engineering Center Steyr und Weiterentwicklung der Lebensdaueranalyse-Software FEMFAT.

Dipl.-Ing. Harald Fleischer, Jahrgang 1977, studierte Montanmaschinenwesen an der Montanuniversität Leoben mit dem Schwerpunkt Betriebsfestigkeit („Computational Design“). Seine Diplomarbeit absolvierte er im Forschungs- und Innovationszentrum der BMW Group zum Thema „Einsatz der Bruchmechanik in der strukturmechanischen Analyse von Fahrwerksbauteilen“. Seit 2004 ist er bei der BMW Group München im Funktionsbereich „Numerische Simulation“ der Hauptabteilung „Betriebsfestigkeit und Werkstoffe“ beschäftigt. Sein Aufgabenbereich umfasst unter anderem Methodenentwicklungsthemen für die Lebensdauerberechnung.

Dr. mont. Dipl.-Ing. Christoph Guster, Jahrgang 1977, studierte Montanmaschinenwesen an der Montanuniversität Leoben. Im Rahmen seiner Dissertation mit dem Titel „Ansätze zur Lebensdauerberechnung von kurzglasfaserverstärkten Polymeren“ war er von 2004 bis 2009 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Polymer Competence Center Leoben beschäftigt. Seit 2005 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau an der Montanuniversität Leoben. Sein Aufgabenfeld umfasst die Betriebsfestigkeit von faserverstärkten Polymeren.

Ao. Univ. Prof. Gerald Pinter, Jahrgang 1970, studierte Kunststofftechnik an der Montanuniversität Leoben (MUL), dissertierte und habilitierte im Bereich der Charakterisierung des Risswachstums in Kunststoffen unter statischer und zyklischer Last am Institut für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe an der MUL. Seit 2008 unterrichtet er dort. Zudem ist er Projektleiter und Key Researcher bei der Polymer Competence Center Leoben GmbH.

Literatur

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Online erschienen: 2013-05-26
Erschienen im Druck: 2010-07-01

© 2010, Carl Hanser Verlag, München

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  1. Inhalt/Contents
  2. Inhalt
  3. Vorwort/Editorial
  4. Vorwort
  5. Fachbeiträge/Technical Contributions
  6. Ausgewählte Einflussgrößen auf die Betriebsfestigkeit*
  7. Effects on Lifetime under Spectrum Loading*
  8. Effiziente Betriebsfestigkeitsauslegung von Radlagereinheiten höherer Generation*
  9. Beanspruchung und Beanspruch-barkeit bei Korrosionsermüdung am Beispiel automobiler Fahrwerke*
  10. Modellierung des Einflusses der Verschleißverteilung auf die Beanspruchung von Fahrwerksgelenken*
  11. Systemorientierte Raffung von Prüfstandssignalen für Fahrwerksgelenke unter Berücksichtigung lokaler Verschleißvorgänge*
  12. Der Einfluss von Reibkorrosion auf das Betriebsfestigkeitsverhalten im Rad-Nabe-Verbund von Nutzfahrzeugen*
  13. Bewertung der fertigungstechnologischen Einflussgrößen Laserstrahlschweißen und Sintern auf die Betriebsfestigkeit*
  14. „PHYBAL“ — Lebensdauerberechnung hochbeanspruchter metallischer Werkstoffe*
  15. Schwingfestigkeitssteigerung von Radsternen aus Aluminiumguss durch UIT-Behandlung*
  16. Zeitgeraffte und kostenoptimierte Bauteilprüfung an Zylinderköpfen*
  17. Konservative Abschätzung der Betriebsfestigkeit einer Kurbelwelle direkt aus der Mehrkörpersimulation*
  18. Schädigungstolerante Auslegung von Aluminium-Druckgusskomponenten
  19. Durchgängiger Prozess für die Berechnung dynamischer Lasten von komplexen mechatronischen Systemen am Beispiel der Simulation einer Windenergieanlage*
  20. Substitution von Komponentennachfahrversuchen durch dynamische Lasten bei der Betriebsfestigkeitsprüfung von Verschraubungen*
  21. Einfluss von Faserorientierung, Temperatur und Feuchtigkeit auf das Ermüdungsverhalten von kurzfaserverstärkten Thermoplasten*
  22. Kundennaher Betriebsfestigkeitsnachweis von Elastomerbauteilen im Fahrwerksbereich unter Berücksichtigung von Alterung und Ermüdung*
  23. Effizienzsteigerung bei Achslebensdauerversuchen durch standardisierte Steifigkeitselemente und übersichtliche Soll-Ist-Signalvergleiche
  24. Vorschau/Preview
  25. Vorschau
https://doi.org/10.3139/120.110152

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