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4. SYSTEMTECHNIKUNDVERSUCHSAUFBAU 81
Tabelle 4.5:Kühlleistung durch dieKonsolidierungsrolle inAbhängigkeit derDurchflussmenge V˙ bei
T1=16°C.
Durchfluss
V˙ [l/min] ReKanal Strömungs-
zustand
Kanal Wärme-
strom
Q˙Kanal
[kW] ReBohrung Strömungs-
zustand
Bohrung Wärme-
strom
Q˙Bohrung
[kW] Kühl-
leistung
PK [kW]
0,1 342 laminar 0,60 354 laminar 0,11 0,71
0,2 684 laminar 0,60 707 laminar 0,11 0,71
0,3 1.025 laminar 0,60 1.061 laminar 0,11 0,71
0,4 1.367 laminar 0,60 1.414 laminar 0,11 0,71
0,5 1.709 laminar 0,60 1.768 laminar 0,11 0,71
0,6 2.051 laminar 0,60 2.121 laminar 0,11 0,71
0,7 2.392 turbulent 2,86 2.475 trubulent 0,77 3,63
0,8 2.734 turbulent 3,46 2.828 trubulent 0,92 4,38
0,9 3.076 turbulent 4,04 3.182 trubulent 1,07 5,11
1,0 3.417 turbulent 4,60 3.535 trubulent 1,22 5,82
5,0 17.087 turbulent 22,49 17.677 trubulent 5,90 28,39
10,0 34.171 turbulent 41,29 35.354 trubulent 10,83 52,12
20,0 68.349 turbulent 75,19 70.77 trubulent 19,71 94,90
30,0 102.523 turbulent 106,70 106.061 trubulent 27,97 134,67
40,0 136.698 turbulent 136,81 141.415 trubulent 35,87 172,68
Tabelle 4.6:Kühlleistung durch die Konsolidierungsrolle in Abhängigkeit der Vorlauftemperatur T1
bei V˙ = 0,1 l/min.
Vorlauf-
temperatur
T1 [°C] ReKanal Strömungs-
zustand
Kanal Q˙Kanal
[W] ReBohrung Strömungs-
zustand
Bohrung Q˙Bohrung
[W] Kühl-
leistung
PK [W]
16 342 laminar 597 354 laminar 112 709
18 342 laminar 593 354 laminar 111 704
20 342 laminar 588 354 laminar 110 698
22 342 laminar 583 354 laminar 110 693
Tabelle 4.7:Geometrieparameter derProzesskomponenten im Induktionsschweißkopf.
Beschreibung Parameter Wert Einheit
Durchmesser
Konsolidierungsrolle dKR 40/80 mm
Koppelabstand h 0-30 mm
Abstand Induktor zu
Konsolidierungsrolle lKR 0,1-35,0 mm
Abstand Pyrometer-
messfleck zu Induktor lPOI 3 mm
Radius Induktor rI 8-17,5 mm
Schweißgeschwindigkeit vw 0,30-1,5 m/min
Betrachtungswinkel
Pyrometer β 30-90 °
Fügekraft FKR 0,1-1000 N
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