Schnelldrehendes Schwungrad aus faserverstärktem Kunststoff

- 64 - Berechnung der Temperaturbelastung
6.2. Temperaturverhalten faserverstärkter Kunststoffe
Die meisten faserverstärkten Kunststoffe verhalten
sich als sehr gute elektrische und thermische Isolatoren.
Einzige Ausnahme sind Kohlefasern, die Strom
und Wärme einigermassen leiten.
Die Tabelle 2 zeigt die wichtigsten Eigenschaften der
eingesetzten Materialien [Saec89, Yang93]
Material Faser-
Anteil
Dichte Wärmekapazität
Cp
Wärmeleitfähigkeit
lambda
[Vol%] [kg/m3] [J/kg*K] [W/m*K] [W/m*K]
senkrecht parallel
Epoxidharz 1150 800 0.13 0.13
E-Glas Faser 2600 800 0.99 0.99
Aramid-Faser 1450 1670 4.18 4.76
C-Faser HT-Faser 1740 170 0.7 4.2
GFK 60% 2’020 800 0.27 0.65
AFK 60% 1’330 1’322 0.31 2.91
CFK 60% 1’504 422 0.25 2.57
Tabelle 2 Thermische Eigenschaften verschiedener
faserverstärkten Kunststoffe
Die thermischen Belastungsgrenzen bei faserverstärkten
Kunststoffen sind einerseits durch die Glasumwandlungstemperatur
der Matrix und andererseits
durch die aus der thermischen Ausdehnung entstehenden
aufgezwungenen Spannungen gegeben.
Die Glasumwandlungstemperatur einer Epoxidharzmatrix
ist durch die Wahl des Epoxidharzes und
dessen Härtungszyklus bestimmt. Bei den bisher
eingesetzten kalthärtenden Systemen lässt sich durch
Nachtempern eine Glasumwandlungstemperatur von