Page - 33 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

2. STANDDERTECHNIK 33 verwendet.Hierbeiwird ein dreidimensionalesModell des untersuchtenProbekörpers erstellt.Mittels Röntgenstrahlung wird das Untersuchungsobjekt durchleuchtet. Jeder Punkt im 3-D-Modell reprä- sentiert denRöntgenschwächungskoeffizienten imUntersuchungsobjekt an der entsprechenden Stelle. SomitkönnenAussagenüberunterschiedlicheMaterialienundMedieninnerhalbdesPrüflingserfolgen. Grund hierfür ist die unterschiedliche Eigenschaft vonMaterialien und derenAtome, Röntgenstrah- lung zu absorbieren. [69] EinewesentlicheEigenschaft derFaserverbundwerkstoffe ist die homogenenVerteilung derFaser und Matrix imLaminat.DurchhochaufläsendenCT-Aufnahmenkönnenüber eine enstprechendeBildver- arbeitung nicht nur der Porengehalt sondern auch die Homogeniät ermittelt werden. Nachteilig ist die hoheMesszeit. Für hochauflösende Aufnahmen sind zudem kleine Probekörper notwendig. Dies erschwert eine großflächigeBetrachtung. Schadhauser untersucht in seinemBericht zurVerbesserung der Homogentität von langfaserverstärktem Spritzguss, die Möglichkeit eine Homogenitätskennzahl durch die optischenGrauwerte von farblosenFRTPProbekörpern abzuleiten [70]. UnterVerwendungderobigenMethoden ist es auch inFKVmöglich,Fasern,Matrixwerkstoff,Fremd- körperundDefektebildgebenddarzustellen.Ebenso ist esmöglichdiese zu lokalisierenundspezifische Auswertungen zur Faserorientierung oder demPorengehalt imPrüfkörper nachzuweisen [32]. 2.1.11 Schadensanalyse Aus der quasistatischen Zug- und Zug-Scher-Prüfung können einigeAussagen zur Schadensart abge- leitetwerden.NebenderBestimmungderBruchdehnungkanndurchdieAuswertungdes Spannungs- Dehnungs-Diagramms die Versagensart hinsichtlich duktilem oder sprödemMaterialversagen erfol- gen. In Abbildung 2.19 sind die für Kunststoffe typischen Kurvenverläufe mit den Kennwerten der Zugfestigkeit σm, Bruchspannung σB, Streckspannung σs, Bruchdehnung B, und Streckdehnung s dargestellt. Grellmann [42] schildert die Möglichkeit, Makroschädigungsgrenzen, wie beispielsweise die Streckspannung und Zugfestigkeit, abzuleiten. Eine Aussage hinsichtlich der Schadensindikation kann jedoch nicht erfolgen. Die nachGrellmann [42] für das Versagen verantwortlichen irreversiblen Werkstoff- undMikroschädigungen, treten bereits zu einem frühen Zeitpunkt der Belastung ein und können nicht aus den Spannungs-Dehnungs-Kurven nachgewiesen werden. Die verwendete Prüfge- schwindigkeit und somit ermitteltenKennwerte bzw. Schadensbilder können imVergleichmit Schädi- gungen anBauteilen zur Schadensanalyse herangezogenwerden. Wegen derAuswertemechanismen undMethoden kommt es bei der Betrachtung der Bruchspannung σB undBruchdehnung B zu einer verhältnismäßig großen Streuung, dies ist bei derAuswertung der Bruchlast und besonders der Bruchspannung zu berücksichtigen. Bei der Ableitung von Schadensur- sachendurchErkenntnisse ausmechanischenPrüfverfahren ist jedoch immer zubeachten, dassdie er- mitteltenKunststoffkennwerteabhängigvonProbengeometrie,Prüfbedingungen,Probenherstellungs- undProbenbearbeitungsverfahren sind. [42] 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 2.2.1 Erzeugung des elektromagnetischenFeldes Der physikalische Effekt der Induktion beruht auf der Grundlage, dass jede sich bewegende elektri- sche Ladung ein Magnetfeld erzeugt [71]. Wird ein gerades Stück Kupferdraht betrachtet an dem eine elektrischeWechsel-Spannung anliegt, so ist in dessen Umgebung ein Magnetfeld zu beobach- ten. EinMagnetfeldwird durch die so genanntenmagnetischenFlusslinien, auchFeldlinien genannt, beschrieben. Dabei handelt es sich um geschlossene Linien, deren Flussrichtung vom Nordpol zum Südpol zeigt. Je dichter diese Linien gedrängt sind, desto stärker ist das andiesemOrt vorherrschen- de Magnetfeld. Die Intensität des Magnetfeldes wird durch die Feldstärke H beschrieben. Diese ist definiert als einMaß für das auf eineMagnetnadel wirkendeDrehmoment.Unter Zuhilfenahme einer Magnetnadel könnendieFeldstärkeundauchderenFeldlinienverlauf sichtbar gemachtwerden.Dabei