Berechnung des Elastizitätsmoduls von Verbundwerkstoffen unter Berücksichtigung der Adhäsion an der Faser-Matrix-Grenzfläche
ein Beitrag am Beispiel kurzfaserverstärkter Thermoplaste
von Matthias BruchmüllerIn dieser Arbeit wird erstmalig ein Berechnungsmodell für Elastizitätsmoduln von kurzfaserverstärkten Kunststoffen unter Berücksichtigung der werkstoffspezifischen Haftbedingung in der Faser-Matrix-Grenzfläche vorgestellt und validiert. Dies erfolgt im Rahmen einer Modellerweiterung indem die Oberflächenspannungsanteile der Kontaktpartner herangezogen und Oberflächenrauheiten der Fasern vernachlässigt werden. Die Anwendung des Modells präzisiert die Vorhersagen des Elastizitätsmoduls des Verbundes, was direkte Auswirkungen auf die Eigenfrequenzen und Nachgiebigkeiten von Bauteilen insbesondere unter Verwendung nahezu unpolarer Matrices hat. Ein einzigartiger Vorteil der Modellerweiterung besteht in der Möglichkeit ohne weitere Messungen Kreuzvergleiche zwischen den zu kombinierenden Materialien durchzuführen. Zusätzlich entfallen kombinationsspezifische Untersuchungen, wie Einzelfaserauszugstests einer Faser-Matrix-Kombination.
