Modellierung des Kriechverhaltens langfaserverstärkter Thermoplaste unter Berücksichtigung der prozessabhängigen Faserausrichtung

Für langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) wird ein repräsentatives Volumenelement (RVE) für FEM-Simulationen generiert. Dies geschieht unter Berücksichtigung von mikrostrukturellen Kenngrößen wie Faserorientierungsverteilung, -volumengehalt und -längenverteilung, die für einen charakteristischen Werkstoffzustand experimentell ermittelt wurden. Mittels Mikrostruktursimulationen wird das Kriechverhalten von LFT untersucht. Das viskoelastische Verhalten der Matrix wird experimentell an Substanzproben aus Polypropylen ermittelt und in die RVE-Simulationen mit einem modifizierten Burgers-Modell implementiert. Schließlich werden die Rechnungen mit verschiedenen, fiktiven sowie experimentell ermittelten Faserlängenverteilungen mit Kriechversuchen am LFT verglichen. Es zeigt sich eine starke Abhängigkeit des Kriechverhaltens von der Faserlänge und eine hohe Prognosegüte der Simulationen, die die experimentell ermittelte Längenverteilung berücksichtigen.