Thermische Einsatzgrenzen von Kunststoffen

塑料的热应用极限

• 批准号: 14721475
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Gottfried W. Ehrenstein (†)
• 金额: --
• 依托单位: Fakulteta za strojništvo
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/14721475?language=en
• 关键词: Thermische; Einsatzgrenzen; von; Kunststoffen

Die mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe, besonders in Hinblick auf die Auslegungvon Bauteilen, sind in starkem Maße von der Höhe und Art der Belastung, der Temperaturund der Zeit abhängig. Unterscheidet man die Verformung in elastisch, viskos und relaxierend,so ergeben sich vielfältige Überlagerungen.Die bisher übliche Methode zur Bestimmung thermischer Einsatzgrenzen als Abfall desSchubmoduls über der Temperatur (z.B. DIN 65 583) kann für Bauteile, die Belastungen außerhalbdes sehr geringen elastischen bzw. linear viskoelastischen Bereiches erfahren, nurbedingt angewendet werden, da sich bei höheren Spannungen ein abweichender Kennwertverlaufergibt.Eine Alternative zu dynamischen Untersuchungen zur Ermittlung des Moduls stellt der quasistatischeZugversuch dar. Jedoch gilt das Ende der elastischen bzw. linear viskoelastischenVerformung als Kennwert ebenfalls nur für geringe Verformungen. Zudem ist aufgrund derisothermen Versuchsdurchführung die temperaturabhängige Ermittlung von Kennwertendeutlich aufwändiger. Weiterhin werden im Zugversuch vor allem bei höheren Temperaturenauch nicht-elastische Verformungsanteile gemessen, die aufgrund des Zeiteinflusses (konst.Deformationsgeschwindigkeit) kaum von den elastischen Anteilen getrennt werden können.Die dynamisch-mechanische Analyse (DMA) ermöglicht es, den Zeiteinfluss bei höheren Belastungendurch die höhere Deformationsgeschwindigkeit weitgehend zu unterdrücken. HerkömmlicheDMA-Messtechniken zur Ermittlung des temperaturabhängigen Moduls erlaubenMessungen bei sehr geringen Dehnungen und Spannungen. Im Falle höherer dynamischerBelastungen müssen die Untersuchungen meist mittels Hydropulser durchgeführt werden,die jedoch nur isotherme Messungen ermöglichen.Der Lehrstuhl für Kunststofftechnik verfügt über eine Messtechnik, mit der diese Lücke geschlossenwerden kann und somit die temperaturabhängige Ermittlung von mechanischenKennwerten unter dynamischer Belastung bis in den nicht-linear viskoelastischen Bereichmöglich ist. In dem vorliegenden Antrag werden im Wesentlichen zwei Ziele verfolgt:1. Mit der vorhandenen Schwerlast-DMA soll der in der Literatur bisher kaum untersuchteEinfluss der Belastungshöhe (bis in den nicht-linear viskoelastischen Bereich) aufden temperaturabhängigen E-Modul bestimmt und mit Ergebnissen aus Zugversuchenverglichen werden, um den zunehmenden Einfluss nicht-linearer Effekte aufthermische Einsatzgrenzen auch für praxisrelevante Belastungen zu ermitteln.2. Neben dem dynamischen Modul als Kennwert für eine kurzzeitige Belastung soll dasKriechverhalten der zu untersuchenden Kunststoffe unter dynamischer Belastung untersuchtwerden und eine thermische Belastungsgrenze bei überproportionalem Kriechendefiniert werden.Die Untersuchungen sollen an dem amorphen Werkstoff Polycarbonat (PC) und den teilkristallinenWerkstoffen Polyamid (PA) und Polybutylentherephtalat (PBT) durchgeführt werden.In enger Zusammenarbeit mit dem Centre of Experimental Mechanics (CEM), UniversitätLjubljana, Slowenien, werden die gemessenen Werte mit Simulationsergebnissen kommerziellerFE-Programme verglichen und Modelle entwickelt, die zu einer besseren Beschreibungdes Verformungsverhaltens bei überlagerten Belastungen bis in den nicht-linearen Bereichin kommerzielle FE-Programme implementiert werden sollen.Im Rahmen dieser internationalen Kooperation findet ein intensiver Austausch experimentellerund theoretischer Erkenntnisse statt.

Die mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe, Hinblick Auslegungvon Bauteilen, starkem Maße von der Höhe and Art der Belastung, der temperature und Zeit abhängig。在弹性、粘性和松弛性中变形的人，因此，我们可以看到vielfältige Überlagerungen。Die bisher <e:1> bliche method zur Bestimmung thermischer Einsatzgrenzen als Abfall desschbmodules ber der温度（z.B. DIN 65583） kann fere Bauteile, Die Belastungen außerhalbdes sehr geringen elastischen bzw。线性viskoelastischen Bereiches erfahren， nurbedingt angewendet werden, da sich bei höheren Spannungen ein abweichender Kennwertverlaufergibt。参考文献1 .基于准静态模型的可选动力学分析。耶多迦的金是有弹性的。线性粘弹性schenverformung， Kennwert, ebenfalls, regeringe Verformungen。Zudem ist aufgrund derisothermen versuchsdurchfhhrung die temperaturabhängige Ermittlung von Kennwertendeutlich aufwändiger。Weiterhin werden im Zugversuch vor allem bei höheren temperature - renauch -elastische Verformungsanteile gemessen, die aufgrund des Zeiteinflusses (konst.Deformationsgeschwindigkeit) kaum von den elastischen Anteilen getrent werden können。模具动力学-力学分析（DMA） ermöglicht es, den Zeiteinfluss bei höheren Belastungendurch Die höhere Deformationsgeschwindigkeit weitgehendzu unterdricken。HerkömmlicheDMA-Messtechniken zur Ermittlung des temperaturabhängigen modules erlaubenMessungen bei sehr geringen Dehnungen and Spannungen。Im Falle höherer dynamischerBelastungen m<e:1> ssen die Untersuchungen meist mittelels水力脉冲发生器durchgef<e:1> hrt werden，die jedoch nur等温线Messungen ermöglichen。德国力学与力学研究所<s:1>力学与工程技术研究所<s:2> <s:2>，德国力学与工程研究所<s:2>，德国力学与工程研究所temperaturabhängige。In dem vorliegenden Antrag werden In westentlichen zwei Ziele verfolt:1。2. Mit der vorhandenen schwerst - dma soll der in der文献bisher kaum untersuchteinfuss Belastungshöhe (bis in den nicht-linear viskoelastischen Bereich) aufden temperaturabhängigen e -模量估计和Mit Ergebnissen aus Zugversuchenverglichen werden， um den zunehmenden Einfluss nicht-linearer Effekte aufthermische Einsatzgrenzen auch fgr praxisrelevante Belastungen zu ermittel1。动力学模型与动力学模型之间的关系：动力学模型与动力学模型之间的关系：动力学模型与动力学模型之间的关系：动力学模型与动力学模型之间的关系：动力学模型与热力学模型之间的关系：动力学模型与热力学模型之间的关系：动力学模型与热力学模型之间的关系。Die Untersuchungen sollen and dem amorphen Werkstoff Polycarbonat (PC) and den teilstallinen werkstoffen Polyamid (PA) and polybutylentherphtalat (PBT) durchgefhrt werden。每位在麻省理工学院目前民主党实验力学中心(CEM) UniversitatLjubljana, Slowenien,了死gemessenen Werte麻省理工学院Simulationsergebnissen kommerziellerFE-Programme不和Modelle entwickelt,死祖茂堂静脉besseren Beschreibungdes Verformungsverhaltens贝uberlagerten Belastungen bis在窝nicht-linearen Bereichin kommerzielle FE-Programme implementiert了sollen。在拉赫曼，国际合作的发现者在加强奥地利的实验智慧和理论，埃尔肯尼斯开始。