Vollständige Berechnung des Tensors der elastischen Konstanten von kurzfaserverstärkten spritzgegossenen Thermoplasten mit Hilfe des `Elementarvolumen-Concepts` und dessen experimentelle Verifizierung

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Ulrich Göschel (†)
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5173726

Spritzgegossene kurzfaserverstärkte Kunststoffe weisen meist transversal isotrope oder orthotrope mechanische Eigenschaften aufgrund einer anisotropen Faserorientierungsverteilung (FOV) auf. Die Beschreibung der mechanischen Eigenschaften erfordert folglich die Bestimmung von 5 bzw. 8 unabhängigen mechanischen Kenngrößen im Steifigkeits- bzw. Nachgiebigkeitstensor. Ziel des Antrags ist es, den Nachgiebigkeitstensor vollständig mit Hilfe des Elementar-Volumen-Konzepts (EVC) aus den Grundeigenschaften des Verbundes abzuleiten. Hierzu müssen die E-Moduln, die Schubmoduln und Querkontraktionszahlen mittels EVC im Hauptachsensystem des orthotropen Nachgiebigkeitstensors berechnet werden. Um diesen experimentell zu verifzieren und die Eigenschaften eines Kurzfaserverbundes mit beliebiger FOV berechnen zu können, muß der Tensor der mechanischen Eigenschaften mit dem Tensor 4-ter Stufe der FOV des jeweiligen Probekörpers transformiert werden. Die Überprüfung erfolgt an konventionell spritzgegossenen Platten und an im Gegentaktspritzgießen hergestellten Platten mit quasi-unidirektionaler FOV. Durch den Vergleich von Kurzfaserverbunden mit und ohne Haftvermittler soll ferner untersucht werden, ob sich die Faser-MatrixHaftung durch Ergänzen der Zdrazilova-Zahl nz um einen empirisch zu ermittelnden Haftfaktor berücksichtigen läßt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen