Steifigkeitsberechnung von diskontinuierlich faserverstärkten Thermoplasten auf der Basis von Faserorientierungs- und Faserlängenverteilungen

Diskontinuierlich faserverstärkte Thermoplaste, im Besonderen die langfaserverstärkten Thermoplaste (LFT) haben vor allem im Automobilsektor eine wachsende Bedeutung als Werkstoffe. Die bei der Bauteilfertigung verwendeten Verfahren dieser Werkstoffe wie das Fliesspressverfahren resultieren aufgrund des Formfüllungsvorganges in anisotropen mechanischen Eigenschaften und anisotropen Faserverteilungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden mit einem abgewandelten Direktverfahren (LFT-D) mit Schnittglaseinarbeitung hergestellte Werkstoffcompounds mit durchschnittlichen Faserlängen zwischen 1 mm - 5 mm für Untersuchungen der Einflüsse von Glasfaserlängen, -orientierungen und -gehalten auf die lokalen Materialeigenschaften verwendet. Zielsetzung der Arbeit ist die Entwicklung einer Berechnungsmethodik zur Bestimmung der anisotropen Steifigkeitseigenschaften von diskontinuierlich faserverstärkten Thermoplast-Bauteilen. Die Berechnungsmethodik stützt sich auf die systematische Berücksichtigung von Faserorientierungs- und Faserlängenverteilungen. Darüber hinaus eingesetzte FE-Simulationstechniken beinhalten die Prozesssimulation zur Beurteilung von Formfüllung und Faserorientierungsberechnung und die anschließende Kopplung mit einer strukturellen FE-Simulation zur Berechnung der Probekörper- und Bauteileigenschaften.