Kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische ... - Ulaga Partner AG

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Kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische ... - Ulaga Partner AG

Entwicklung

nander abweichenden Querschnittsabmessungen in Tabelle 7 zu nominellen Querschnittwerten,

bl,nom und tl,nom, vereinfacht und der daraus folgende nominellen Fasergehalten,

ρf,nom, bestimmt. Mit diesen Überlegungen folgen die charakteristischen

Eigenschaften in Tabelle 10, welche den Vergleich mit den Angaben in Tabelle 1 (Eigenschaften

der Lamelle CarboDur S512) ermöglichen.

Lamellenbezeichnung

Generation 0 0.59

Generation 1 0.64

Generation 2

Charge 1

0.62

Generation 2

Charge 3

„SUPreM

CarboDur

0.63

T 512

Lot 001“

Generation 2

Charge 4

1)

ρf 1) ffu Ef f lu, ber =f fu ⋅ρ f E l, ber =E f ⋅ρ f

[-] [MPa] [GPa] [MPa] [GPa]

0.62

4900 230

ρ f : geometrischer Fasergehalt , ρ f =

nf⋅( d 2

f

2)

b l ⋅t l

Tabelle 9: Abschäzung der mechanischen Eigenschaften

⋅π

2891 136

3136 147

3038 143

3090 145

3023 142

(n f : Anz. Fasern

b l : Lamellenbreite

t l : Lamellendicke)

Zur Untersuchung der thermischen Abhängigkeit der Steifigkeit wurde ein Torsionsschwingversuch

nach DIN 53 445 [5] durchgeführt. Hierbei wird eine streifenförmige

Materialprobe (Lamellenstreifen mit l =50 mm, b =10 mm) oben eingespannt und unten

mit einer Schwungmasse gekoppelt. Die Umgebungstemperatur wird nun stufenweise

gesteigert, wobei bei jeder Stufe die Streifenprobe durch Auslenken der Schwungscheibe

in eine freie Torsionsschwingung versetzt wird. Durch Auswertung von Frequenz

und Dämpfung lassen sich der zur Temperatur gehörende Schubmodul

(Speichermodul G') und die Phasendifferenz tan δ zwischen Scherung und Schubspannung

bestimmen. Auf diese Weise wird neben der Temperaturabhängigkeit der Steifigkeit

auch die Glassübergangstemperatur Tg ermittelt, diese entspricht der Temperatur

mit dem Maximum der Phasendifferenz tan δ (Michaeli und Wegener [17]).

In Bild 9 sind die Resultate von Torsionsschwingversuchen an einer thermoplastischen

Lamelle der Generation 2 sowie auch an einem Streifen Sikadur-30 (Deuring [4])

dargestellt.

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