Experimental characterization and constitutive modeling of reinforced thermoplastic and thermosetting polymers

Zusatztext

Fur verstarkte Polymere konnen zwei Gruppen unterschieden werden, die eigenverstarkten Mono- und die Komposit-Materialien. Das thermo-chemo-mechanische Verhalten von Thermo- und Duroplasten, die zu diesen Gruppen gehoren, ist hauptsachlich durch eine molekulare Ausrichtung wahrend des Streckens bzw. durch eine Vernetzung, die zur Aushartung fuhrt, gekennzeichnet. Um die Kaltumformung von Thermoplasten zu modellieren, werden Folien anhand sequentiell biaxialer Belastungen, die durch optische Messungen begleitet werden, charakterisiert. Zuerst wird eine Anisotropie induziert und anschließend die Materialrichtung variiert. Auf Basis dieses Konzepts wird ein konstitu- tives Modell gemaß der induzierten Anisotropie und Eigenverstarkung vorgeschlagen. Finite-Elemente Simulationen entsprechen qualitativ den Experimenten. RTMProzesse werden haufig fur die Herstellung von Komposit und Hybridstrukturen eingesetzt. Der Injektionsschritt eines solchen Prozesses, der eine bewegliche Harzfront einschließt, wird auf der Basis eines im Rahmen der porosen Medien formulierten Modells simuliert. Wichtige Phanomene in einem nachfolgenden Prozessschritt sind temperaturabhangige viskoelastische Effekte, die von der Aushartung des Duroplasts begleitet werden. Ein dreiSkalen Modell wird zur Simulation thermomechanischchemisch gekoppelter Prozesse und des daraus resultierenden mechanischen Verhaltens vorgeschlagen. Aushartegrad abhangige effektiven Eigenschaften der Matrix werden hergeleitet und in ein Prototypmodell eingesetzt. Bei FKVStahlHybriden wird die Stahlkomponente aufgrund der Aushartung an den FKV angebunden. Die Modellierung des Interfaces zwischen den Komponenten basiert auf mehrachsigen Zustanden und erfordert eine entsprechende Charakterisierung.

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