Fraunhofer-Gesellschaft

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Modellierung quellungsbedingter Spannungen in PMMA mittels FEM unter Berücksichtigung von Sorptionsisothermen

 
: Geertz, Guru
: Heinrich, Gert; Rehahn, Matthias

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Fulltext urn:nbn:de:0011-n-4702166 (6.4 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: c10d8b0d63805e3644f58e73bcb8a7bd
Created on: 27.10.2017

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Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2017, IV, 154 pp.
Zugl.: Dresden, TU, Diss., 2017
LBF-Berichte, FB-250
ISBN: 978-3-8396-1250-7
German
Dissertation, Electronic Publication
Fraunhofer LBF ()
Engineering: general; mechanical engineering; diffusion; mechanische Eigenschaft; Quellung; Simulation; Versagen; Entwicklungsingenieur; Forschungsingenieure; Berechnungsingenieur

Abstract
Ein verbesserter Festigkeitsnachweis für Kunststoffkomponenten wird angestrebt, der umgebungsbedingte Einflüsse auf die Beanspruchbarkeit und auf die Beanspruchungen unter Berücksichtigung ihrer Geometrie abbildet, und zwar von Beginn des Entwicklungsprozesses an. Das Werkstoffverhalten eines Modellsystems (PMMA unter dem Einfluss von Umgebungsfeuchte bei Raumtemperatur) wird in Diffusionsexperimenten und mechanischen Prüfungen untersucht. Das Sorptionsverhalten des Modellsystems wird mit dem Dual-Stage-Modell beschrieben, woraus lineare quellungsbedingte Ausdehnungskoeffizienten folgen. Das auf diese Weise parametrisierte Werkstoffverhalten dient als Eingangsdaten für gekoppelte Computersimulationen der mechanischen Spannungen in einer dünnen PMMA-Platte, die durch das Zusammenspiel zwischen Diffusion, Weichmachung und Quellung bzw. Schwindung entstehen (isotherm). Experimentelle Spannungszustände durch überlagerte Trocknung und Drei-Punkt-Biegung bestätigen die Größenordnung simulierter Trocknungsspannungen. Abschließend wird die entwickelte Methodik in einer Fallstudie zur Ermittlung von Quellspannungen in Platten aus einem Epoxid- und einem Acrylharz eingesetzt.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-470216.html