Hochleistungsfaserverbundwerkstoffe

ISBN-13: 9783519032502 / Niemiecki / Miękka / 1989 / 176 str.

Leif a. Carlsson;R. Byron Pipes

Opis

Das meiste aus dem Inhalt dieses Buches wurde in den letzten zehn Jahren den fortgeschrittenen Studenten an der UniversiUit in Delaware gelehrt. Wahrend dieser Zeit ist den Autoren aufgefallen, daJ3 kein Buch die experimentelle Charakterisierung von Hochleistungsverbundwerkstoffen auf das wesentliche komprimiert abhandelt. Die meisten heutigen Bucher behandeln nur die Analyse von Verbundwerkstoffen. Das Ziel dieses Buches ist es, die Herstellungstechniken, Probenvorbereitung, Analyse von Testmethoden, Tests und Auswertemethoden zu beschreiben, urn die mechanischen Eigenschaften, thermische Ausdehnungskoeffizienten sowie Bruch und Festigkeitswerte von Hochleistungsverbunden zu ermitteln. Dabei wurde besonderer Wert auf die praktische Durchfuhrung, wie Vorbereiten und Testen der Probenkorper und die Auswertemethodik gelegt. Viele Testmethoden sind ASTM-Standards oder fUr die ASTM Standardisierung vorgeschlagen. 1m besonderen werden einige der in Kapitel 13 beschriebenen interlaminaren Bruchtestmethoden gerade in ASTM-Komitees untersucht, urn geeignete Testgeometrien. Testverfahren und Auswerteverfahren festzulegen. Es wurde nicht der Versuch unternommen, einen detaillierten Uberblick uber die Mechanik oder Bruchmechanik der Verbundwerkstoffe zu geben. Abhandlungen dieser Art findet man in vielen vorangegangenen Lehrbuchern auf die im Text verwiesen wird. Nur eine Zusammenfassung des elementaren theoretischen Hintergrunds wird in Kapitel 2 gegeben. Uberdies wurde nicht der Versuch gemacht einen Uberblick uber die verschiedenen Testmethoden zu geben. da dies anderswo behandelt wird. Die etwas detaillierter geschilderten Methoden werden fUr die am meist Geeignetsten und weit Verbreitetsten gehalten. Weitere neue Entwicklungen konnen jedoch auf diesem wachsenden Gebiet erwartet werden. Dieses Buch beschrankt sich auf Hochleistungsverbundwerkstoffe.

Spis treści

Inhaltverzeichnis.- 1 Einleitung.- 2 Theoretischer Hintergrund.- 2.1 Anisotrope grundlegende Beziehungen.- 2.2 Lamianttheorie.- 2.3 St. Venant’s Prinzip und Randeffekte in Verbunden.- 2.4 Bruchmechanische Konzepte.- 2.5 Festigkeit gekerbter Verbundlaminate.- 3 Laminatherstellung.- 3.1 Verarbeitung von Duroplast-Prepregs.- 3.2 Verarbeitung von Thermoplast-Prepregs.- 3.2.1 Schneiden und Schweißen der Schichten.- 3.2.2 Vorlaminierung des Stapels.- 3.2.3 Formenvorbereitung — Pressen in einem Rahmen.- 3.2.4 Pressen in einer zweiteiligen Form.- 3.2.5 Laminieren — Konsolidierungsprozeß.- 3.3 Mechanische Bearbeitung der Verbundlaminate.- 4 Bestimmung des Faservolumengehalts.- 4.1 Verfahren zum chemischen Lösen der Matrix.- 4.2 Mikrofotografisches Verfahren.- 5 Zug- und Scherverhaiten der Laminatschichten.- 5.1 Aufkleben der Aufleimer und Probenvorbereitung.- 5.2 Aufkleben der Dehnungsmeßstreifen.- 5.3 Zugversuch.- 5.4 Auswertung.- 6 Druckverhalten der Laminatschichten.- 6.1 Druckversuch.- 6.2 Auswertung.- 7 Biegeverhalten der Laminatschichten.- 7.1 Probenvorbereitung und Biegeversuch.- 7.2 Auswertung.- 8 Thermoelastisches Verhalten der Laminatschichten.- 8.1 Temperaturmeßfühlersystem.- 8.2 Temperaturkompensation.- 8.3 Messung der thermischen Ausdehnung.- 8.4 Auswertung.- 9 „Off-Axis“-Verhalten der Laminatschichten.- 9.1 Scherkopplungsverhältnis und axialer Young’scher Modul.- 9.2 „Off-Axis“-Festigkeit.- 9.3 Messung des „Off-Axis“-Verhaltens.- 9.4 Auswertung.- 9.4.1 Berechnung des Scherkopplungsverhältnisses und axialen Moduls.- 9.4.2 Berechnung der „Off-Axis“-Festigkeit.- 10 Zugverhalten von Laminaten.- 10.1 Laminatfestigkeitsanalyse.- 10.2 Vorbereitung der Proben.- 10.3 Zugversuch.- 10.4 Auswertung.- 10.5 Analyse des Zugverhaltens.- 11 Thermoelastisches Verhalten von Laminaten.- 11.1 Vorbereitung der Proben und Messung der thermischen Ausdehnung.- 11.2 Auswertung.- 11.3 Analyse des thermoelastischen Verhaltens.- 12 Festigkeit gekerbter Laminate.- 12.1 Superposition der Festigkeit.- 12.2 Relative Kerbempfindlichkeit.- 12.3 Vorbereitung der Proben.- 12.4 Zugprüfung.- 12.5 Auswertung und Festigkeitsanalyse.- 13 Charakterisierung des interlaminaren Bruchs.- 13.1 Analyse der DCB-Probe.- 13.1.1 Stabilität des Rißwachstums.- 13.1.2 DCB-Testdurchführung.- 13.1.3 DCB-Auswertung.- 13.2 Analyse der ENF-Probe.- 13.2.1 Stabilität des Rißwachstums.- 13.2.2 ENF-Testdurchführung.- 13.2.3 ENF-Auswertung.- 13.3 Analyse der CIS-Probe.- 13.3.1 Stabilität des Rißwachstums.- 13.3.2 CLS-Testdurchführung.- 13.3.3 CIS-Auswertung.- 13.3.4 Kommentar zur CLS-Probe.- 13.4 Analyse der Arcan-Probe.- 13.4.1 Arcan-Testdurchführung.- 13.4.2 Arcan-Auswertung.- 13.5 Analyse der EDT-Probe.- 13.5.1 EDT-Durchführung.- 13.5.2 EDT-Auswertung.- 13.6 Herstellung der Bruchmechanik-Proben.- 13.7 Vorbereitung der Bruchmechanik-Proben.- 13.7.1 DCB-Probenvorbereitung.- 13.7.2 Arcan-Probenvorbereitung.- Anhang A.- Anhang B.- Anhang C.- Anhang D.