Kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische ... - Ulaga Partner AG

3 Bauteilversuche
3.1 Versuchsprogramm
Versuche am Träger PS: Vierpunkt-Biegeversuche
Zur Untersuchung der Wirksamkeit der thermoplastischen Lamelle als Biegeverstärkung
wurden Vierpunkt-Biegeversuche am „Plattenstreifen“ PS durchgeführt. Die Beanspruchung
wurde entsprechend der Darstellung in Bild 10 stufenweise gesteigert, bis
das Versagen erreicht war. Die Resultate ermöglichten die Beurteilung der thermoplastischen
Lamelle als Biegeverstärkung bei statisch aufgebrachten Kurzzeitbelastungen.
Der Grund für die Wahl dieses Versuchskonzepts lag in der einfachen Durchführbarkeit,
der umfangreichen weltweit bestehenden Erfahrung, der guten theoretischen
Erfassbarkeit und der Aussagekraft der Resultate.
Im Rahmen dieser Vierpunkt-Biegeversuche wurden vier unterschiedlich verstärkte
Träger geprüft (PS1...PS4). Bei Träger PS1 bestand die Verstärkung aus zwei thermoplastischen
Lamellen der Generation 1. Als Referenzversuche dienten die Versuche an
den Trägern PS2 (verstärkt mit zwei Lamellen des Typs Sika CarboDur S512) und PS3
(unverstärkter Träger). Bei Träger PS4 wurden zwei thermoplastische Lamellen der
Generation 2 appliziert. Durch Modifikation der Oberfläche („Käsestruktur“) konnte bei
der Lamelle der Generation 2 ein besserer Verbund mit dem Klebstoff Sikadur-30 erreicht
werden als bei der Lamelle der Generation 1. Tabelle 11 enthält eine Zusammenstellung
der einzelnen Versuche.
Versuche am Träger LV: Langzeitversuche im Klimaraum
Mit den Langzeitversuchen wurde untersucht, ob sich die thermoplastische Lamelle für
den Einsatz bei anspruchsvollen klimatischen Bedingungen eignet. Dabei wurden Träger
des Typs LV („Langzeitversuchsträger“) mit je einer Lamelle verstärkt und entsprechend
Bild 10 einer konstanten hohen Biegebeanspruchung ausgesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften der für die Herstellung der Lamellen verwendeten
Kunststoffe sind abhängig von deren Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt. Um die
Grenze der Anwendbarkeit zu finden, wurden die Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit
stufenweise erhöht. Dieses Vorgehen führte zu einer Versuchszeit von ungefähr
zwei Jahren.
Für die Versuchsdurchführung wurde eine Vorrichtung verwendet, die zwei Prüfkörper
gleichzeitig belasten kann. So war es möglich, den Träger LV1 (verstärkt mit einer
thermoplastischen Lamelle) und den Träger LV2 (verstärkt mit einer Lamelle Sika
CarboDur S512) parallel zu prüfen.
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