Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-22847
Titel: Beitrag zur Beschreibung des mechanischen Langzeitdeformationsverhaltens von thermoplastischen Kunststoffen
Verfasser: Naumann, Tobias
Sprache: Deutsch
Erscheinungsjahr: 2012
SWD-Schlagwörter: Kriechen
Alterung
Thermoplast
Freies Volumen
Spannungsrelaxation
Freie Schlagwörter: viskoelastisch
Relaxation
Materialmodell
physikalische Alterung
Zeit-Temperatur-Verschiebung
viscoelastic
creep
relaxation
material model
free volume
physical ageing
DDC-Sachgruppe: 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: Die Finite Elemente Analyse (FEA) hat sich in den letzten Jahren als Werkzeug für die Bauteilauslegung fest etabliert. Die Berechnung des Langzeitverhaltens von Kunststoffbauteilen stellt hierbei immer noch eine große Herausforderung dar. Gängige FEA-Programme verfügen zwar über eine Vielzahl von unterschiedlichen Materialmodellen, die jedoch nur bedingt in der Lage sind, die stark nichtlineare Zeit-, Temperatur- und Lastabhängigkeit des mechanischen Werkstoffverhaltens der Kunststoffe in guter Näherung darzustellen. Darüber hinaus stehen für die Berechnung oftmals nur wenige Werkstoffdaten zur Verfügung. Diese Arbeit stellt eine Methode vor, mit der das mechanische Werkstoffverhalten von Kunststoffen über einen weiten Last-, Temperatur- und Zeitbereich abgebildet werden kann. Die Methode beinhaltet eine Erweiterung eines linear viskoelastischen Materialmodells sowie die Auswertung und Aufbereitung der Messdaten zu dessen Kalibrierung. Basierend auf um-fangreichen Untersuchungen werden werkstoffgerechte Annahmen getroffen, die es ermöglichen, das Materialmodell bereits anhand von uniaxialen Zugkriechdaten ausreichend zu kalibrieren. Da diese Daten meist in Werkstoffdatenbanken hinterlegt sind, kann somit auf Basis dieser vorliegenden Daten, die gegebenenfalls durch Kurzzeitzugkriechdaten ergänzt werden müssen, eine verbesserte Berechnung des temperatur- und lastabhängigen Langzeitverhaltens von Kunststoffkomponenten erzielt werden.
In the past years the Finite Element Analysis (FEA) has established as a tool for the dimen-sioning of plastics parts. The simulation of the mechanical longterm behaviour with this tool is still a challenging task. Common FEA tools indeed offer a number of material models, but these models can not sufficiently represent the time, load and temperature dependency of the mechanical longterm behaviour of plastics. Furthermore, there are just few material data available in material databases to calibrate the material models. This thesis presents a method to simulate the mechanical longterm behaviour of polymers over a wide range of time, temperature and load. The method includes a modification of a linear viscoelastic model and a procedure for the model calibration. On the basis of extensive experiments assumptions are made, which enable a calibration of the model on the basis of uniaxial tensional creep data, which are most of the time available in material data bases. Therefore an improvement of the simulation of plastics components can be achieved on the basis of available material data which, if necessary, are complemented by some shortterm creep data.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-50260
hdl:20.500.11880/22903
http://dx.doi.org/10.22028/D291-22847
Erstgutachter: Stommel, Markus
Tag der mündlichen Prüfung: 12-Dez-2012
SciDok-Publikation: 4-Jan-2013
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
Fachrichtung: NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Ehemalige Fachrichtung: bis SS 2016: Fachrichtung 8.4 - Werkstoffwissenschaften
Fakultät / Institution:NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät

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