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44 2. STANDDERTECHNIK
Volumenintegral über derDivergenz einesVektorfeldes entspricht
[82]:∫
V ∂gi
∂xi = ∫
∂V gidAj (2.32)
Für die Anwendung dieses Satzes müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: Das Vektorfeld ~g
muss stetig differenzierbar sein und ein kompaktes Volumens V mit stückweise glattem Rand ∂V
mussvorliegen.Eine analytischeBetrachtung,welchedieLeistungbei der induktivenErwärmungvon
dünnen Fasern ermittelt, wurde von Ahmed [73] erarbeitet. Die durch thermische Verluste in das
Werkstück eingebrachte LeistungPW, wird nachGleichung 2.33 berechnet:
PW = (2pifµrH(I)A)2
RW (2.33)
RW ist der ohmscheWiderstand des imMagnetfeld befindlichenWerkstücks, welches durch das al-
ternierendeMagnetfeld erwärmt werden soll. Eine Anordnung ist schematisch in Abbildung 2.28 zu
sehen.Aus derGleichung 2.33wird ersichtlich, welcheEinflussgrößen bei der induktivenErwärmung
Abbildung 2.28: SchematischeDarstellung der Anordnung Induktor,Werkstück und des alternieren-
denMagnetfeldes [83].
zu berücksichtigen sindundmitwelchemAnteil diese auf dieErwärmung einwirken. In der folgenden
Aufzählung sind diese zusammenmit demFaktor derGleichung zusammengefasst.
• StromstärkeH(I), proportional, quadratisch
• KoppelabstandH(I), ind. proportional, quadratisch
• InduktorformH(I), proportional, quadratisch
• Frequenz f, proportional, quadratisch
• mag.Permeabilität desWerkstoffsµr, proportional, quadratisch
• demMagnetfeld ausgesetzte FlächeA, quadratisch
• der ohmscheWiderstand desWerkstoffsRW, ind. proportional, linear
• Kreiszahlpi
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Table of contents
- Abkürzungen XIV
- Symbolverzeichnis XVI
- 1 Einleitung 1
- 2 Stand derTechnik 11
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 2.1.1 Grundlagen undEinteilung derKunststoffe 11
- 2.1.2 Werkstoffeigenschaften vonThermoplasten 12
- 2.1.3 FaserverstärkteThermoplaste 16
- 2.1.4 Herstellverfahren vonHalbzeugen undBauteilenmit thermoplastischerMatrix 21
- 2.1.5 Konsolidierung vonThermoplasten 22
- 2.1.6 Betrachtung des Schmelzschweißprozesses bei Thermoplasten 23
- 2.1.7 Prüfmethoden 23
- 2.1.8 Ermüdungsverhalten 29
- 2.1.9 ThermischeKunststoffkennwerte 31
- 2.1.10 BildgebendeAnalyseverfahren 32
- 2.1.11 Schadensanalyse 33
- 2.2 Grundlagen der induktivenErwärmung 33
- 2.3 Erwärmung carbonfaserverstärkterKunststoffe 44
- 2.4 Schweißbarkeit 48
- 2.5 Modelle zurmathematischenBeschreibung 51
- 2.1 ThermoplastischeKunststoffe 11
- 3 Aufgabenstellung 53
- 4 Systemtechnik undVersuchsaufbau 55
- 5 Plastifizierung derMatrix 97
- 6 Rekonsolidierung und Schweißnahteigenschaften 151
- 7 FertigungstechnischeUmsetzung 171
- 8 Zusammenfassung 177
- Literaturverzeichnis 178
- Abbildungsverzeichnis 189
- Tabellenverzeichnis 197
- A Zeichnungen, Tabellen undErklärungen 199
- A.1 Werkstoffeigenschaften undDatenblätter 199
- A.2 Numerische Lösungsverfahren 213
- A.3 Datenblätter und Spezifikation derAnlagentechnik 215
- A.4 Berechnungen zu den Strömungszuständen in derKonsolidierungsrolle 224
- A.5 Komponenten undProgrammumgebung derVersuchs-anlage 231
- A.6 Optimierungsmethode 234
- A.7 Festigkeitsuntersuchung 245
- A.8 Prozessfenster 246
- A.9 Prozessfähigkeitsuntersuchung 247
- B Veröffentlichungen 249