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5. PLASTIFIZIERUNGDERMATRIX 145
5.31) sind,werden fürdieKalibrierungder Interpolationsgleichungverwendet.Die81Wertekonfigura-
tionenwerdenwie inAbschnitt5.3.3beschriebenverarbeitet.AlsErgebniswirddasFlächendiagramm
in der nachfolgendenAbbildung 5.52 erzeugt.
Abbildung 5.52:Ausgabe-Plot der Frequenzoptimierung: mit Gauß-Interpolation (li.) und
Multiquadratischer-Interpolation (re.).
5.3.5 DynamischesBerechnungsmodell
Aus demAbgleich derMesswerte zur statischenErwärmung und der induktorspezifischenFlussdich-
teberechnungen zeigt sich eine gute Korrelation. Um eine theoretische Ableitung für den gesamten
Schweißprozess zu ermöglichen, ist es notwendig die statischen Erwärmungsbetrachtung mit einer
Vorschubgeschwindigkeit zu verbinden. Hierfür werden die statisch ermittelten Erwärmungsfelder in
zeitlichdiskretenAbständenaneinandergereiht.Umdie analytischeBetrachtung zubewerten,werden
dieMessungen aus demAbschnitt 5.2.5 herangezogen.Wie sich zeigt, ist eine quantitative Betrach-
tung hieraus nichtmöglich.Der qualitativeTemperaturverlauf kann jedoch erfolgen undwird für die
Vorauswahl der sinnvollenVorschubgeschwindigkeiten verwendet.
5.4 Prozessfenster
Die InformationenausdenUntersuchung zur statischenunddynamischenErwärmung sollen in einem
Prozessfenster zurHerstellung einer Induktionsschweißnahtbeschriebenwerden.AusderEinflussana-
lyse derProzessparameter (vgl.Abschnitt 5.2.3) undderUntersuchungdes kontinuierlichen Schweiß-
prozesses hat sich für dieWerkstoffkombination PA66-CF Laminate mit Köperbindung t=2,2mm,
der Parametersatz P100 (vgl. Tabelle 5.11) ergeben. Bei der empirischen Ermittlung dieses Parame-
tersatzesmit der semi-analytischenOptimierungsmethode ausAbschnitt 5.3 wurde festgestellt, dass
nicht nur ein Parametersatz geeignet ist. Über dieMenge der Energieeinbringung kann eine charak-
teristischeEnergiekonstante definiert werden, derenWert proportional zu denProzessparametern ist
undmit der Schweißnahtfestigkeit korreliert.
DieHerleitung der normiertenEnergiekonstantenKbeginnt bei der Energiegleichung 2.20 ausKapi-
tel 2.2. Die Energie wird als diskretes Element∆E betrachtet, wobei die Zeit in Formdes diskreten
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