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4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU 59
Abbildung 4.5: SpektraleVerteilung der Strahlungsintensität des schwarzenKörpers bei unterschied-
lichen Temperaturen T nach demPlanck‘schen Strahlungsgesetz nach [82]: DasWi-
en’scheVerschiebungsgesetz istmit der gestrichelten Linie dargestellt.
Thermografiekamera erfasst.
BesondereKonstellationender Strahlungsanteile beschreiben charakteristischeArtenvon strahlenden
Körpern.Diesewerden je nach zulässigenVereinfachungen fürdieBetrachtung realerProblemstellun-
gen herangezogen. So gilt für den
• SchwarzenKörper:α= 1; ρ= τ= 0
•WeißenKörper: ρ= 1;α= τ= 0
• Diatherme (strahlungsdurchlässige)Körper: τ= 1;α=ρ= 0
• Oberflächenstrahler: τ= 0;α+ρ= 1
In der Realität liegenmeist keine idealen Bedingungen vor. Daher werden beiMessaufbauten nicht-
schwarze Strahler betrachtet.DiesewerdennachPolifke [82] durchdie reduzierte spektrale Intensität
eλ(λ,T)beschrieben.DieBeschreibungder realenVerteilung stellt sich,wie inAbbildung4.6 zu sehen
ist, nicht idealtypisch dar. Durch den empirisch für jedenWerkstoff zu ermittelnden Emissionsgrad
T kann eine formaleBeschreibung für graue Strahler (Gleichung 4.12 undGleichung 4.13) und reale
Strahler erfolgen.
eλ(T,λ) = (T) =eλ,S(λ,T) (4.12)
e(T) = (T)σT4 (4.13)
Werden nicht-schwarze Strahler imMessaufbau betrachtet, muss zunächst der Emissionsgrad ermit-
telt werden. Hierbei handelt es sich um einenKennwert, welcher vomWerkstoff, derOberflächenbe-
schaffenheit, dem Betrachtungswinkel und der Körpertemperatur beeinflusst wird [82]. Neben dem
Emissionskoeffizienten beschreiben der Transmissionskoeffizient τ und der Reflexionskoeffizient ρ die
optischenEigenschaften einesWerkstoffes.
Für die technische Nutzung zur Temperaturmessung ist der Infrarot (IR)-Wellenlängenbereich von
Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen
Inhaltsverzeichnis
- 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