Page - 189 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
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Abbildungsverzeichnis
1.1 NormierteFügekosten inAbhängigkeitderKarosseriebauweisenundderAnzahlanver-
wendeten Fügetechniken: *DieNormierung erfolgt durch dieGesamtlänge derVerbin-
dungsstellenundderanfallendenKosten,20punktuelleVerbindungsstellenentsprechen
1mFügenaht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 ExemplarischeProzesskette derHerstellung undVerarbeitung einesKarosseriebauteils
aus thermoplastischemFaser-Kunststoff-VerbundmitOrganoblechen. . . . . . . . . . . 3
1.3 Einsatz vonCFK (rot eingefärbteBauteile) in der aktuellenKarosserie des 7er [10]. . 4
1.4 Einordnung der verschiedenenFügeverfahren nachDIN8593-0 [15]. . . . . . . . . . . . 5
1.5 SchematischeDarstellung der verschiedenenArten vonVerbindungen nach [2]. . . . . 6
1.6 Beispiele vongrundlegendenKonzepten für die beanspruchungsgerechte formschlüssige
Lasteinleitung bei flächigen, stab- und rohrförmigenFKV-Strukturen [16]. . . . . . . . 6
2.1 VerschiedeneTopologien vonMakromolekülen nach [13]. . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 BeschreibungdesVerformungsverhaltensvonKunststoffenmittelsErsatzmodellennach
[13]: (a) elastisch, (b) viskos, (c) relaxierend/viskoelastisch und (d) viskoelastisch. . . . 13
2.3 Spannungs-Dehnungs-Diagramm des PBT und SAN bei verschiedenen Temperaturen
als Beispiel für charakteristischeVersagensarten derKunststoffe nach [13]. . . . . . . . 14
2.4 Temperaturabhängigkeit derKeimbildung und desKeimwachstums bei Polymeren [13]. 15
2.5 Übersicht zu Textilen Halbzeugen und Herstellverfahren aus der aktuellen Forschung
undProduktion:*nachNeitzel [32];**nachHufenbach[21];***EntwicklungdesInstitut
fürTextiltechnik anderRWTHAachen [21]; ****EntwicklungderFirma3TEX,Cary,
USA [21]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.6 VerschiedeneArtenvonVliesenach[32]: (a)Endlos-Fasermatte,(b)Schnitt-Fasermatte,
(c)Vernadelte-Fasermatte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.7 SchematischeDarstellung einesGelegesmit 0 und 90°Lagen. . . . . . . . . . . . . . . 19
2.8 ZweidimensionaleGewebearten vonVerstärkungsfasern für FKV [32]. . . . . . . . . . 20
2.9 ParameterderKonsolidierungunddurchdiesebeeinflussteMaterialeigenschaften:*nur
bei teilkristallinenThermoplasten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.10 Abhängigkeit der Fließ- und Schergeschwindigkeit vomFügedruck und deren Einfluss
auf dieBruchspannung beimHeizelement-Stumpfschweißen [41]. . . . . . . . . . . . . 23
2.11 Prüfkriterien bei derKennwertermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.12 Probekörperund freigeschnitteneFügeebenemitdenSpannungszuständen: (a)Zugprü-
fungmit einachsiger Kraft F führt zur Zugspannung σx, (b) Zug-Scher-Prüfung führt
zurSchubspannung τxxmit τxz und (c)VerstärkungderSpannungsspitze amEndeder
Proben durch die aus demBiegemomentMb resultierendeKrfat quer zur Zugrichtung. 25
2.13 StandardprobekörpernachDINEN1465 [45] fürdieZug-Scher-Prüfung: (1)Klebefuge,
(2) Einspannfläche und (3)Klebefläche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.14 Übersicht verschiedenerAnordnungen von Schubversuchen nach [60]: (a) Scherversuch
von verklebten Blechen, (b) Scherversuch in Blockanordnung, (c) Scherversuch mit
einfacherÜberlappung und (d) Scherversuch nach Iosipescu. . . . . . . . . . . . . . . . 28
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