Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Faserausrichtung beim Strangpressen von Kurzfaser-Verbundwerkstoffen

✍ Scribed by Dr.-Ing. K. Langhans; Prof. Dr.-Ing. E. Roeder

• Publisher: John Wiley and Sons
• Year: 1992
• Tongue: English
• Weight: 715 KB
• Volume: 23
• Category: Article
• ISSN: 0933-5137
• DOI: 10.1002/mawe.19920230509

✦ Synopsis

Abstract

Kurzfaserverstärkte Werkstoffe erzielen ihre höchste Verstärkungswirkung, wenn die eingelagerten diskontinuierlichen Fasern parallel zur Belastungsrichtung orientiert sind. Ein Herstellverfahren für derartige Materialien, bei dem dies in hohem Maße erreicht werden kann, ist das Strangpressen, das aufgrund seines vergleichsweise einfachen Funktionsprinzips auch gute Voraussetzungen zur theoretischen Betrachtung der Kurzfaser‐Ausrichtung bietet.

Im vorliegenden Aufsatz wird zunächst eine Modellbetrachtung dargelegt, die die Orientierungsänderung der Kurzfasern beim Strangpressen mittels einfacher mathematischer Abbildungen beschreibt. Im Anschluß daran erfolgt die Erläuterung einer Finite‐Elemente‐Berechnung, mit der die Faserausrichtung auf‐ grund einer Simulation des Strömungsverhaltens des Matrixmate‐rials theoretisch untersucht werden kann. Obwohl diese Berechnung im Gegensatz zum erstgenannten Modell auf zwei Dimensionen beschränkt bleibt, vermag sie wegen der Berücksichtigung zusätzlicher Einflußgrößen detailliertere Ergebnisse zu liefern. Abschließend beschriebene strukturelle Untersuchungen stranggepreßter kurzfaserverstärkter Glas‐Verbundwerkstoffe ergaben gute Übereinstimmungen der experimentell ermittelten Faser‐orientierung mit den Resultaten der theoretischen Betrachtungen und belegten somit die prinzipielle Eignung der Modelle zur Beschreibung des Ausrichtungsverhaltens von Kurzfasrern beim Strangpressen.