01 Composites - Kapitel 00 - Introduction
Auslegung und Bauweisen von Composite-Strukturen
Auslegung und Bauweisen von Composite-Strukturen
Kartei Details
| Karten | 14 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 19.01.2014 / 02.10.2016 |
| Lizenzierung | Keine Angabe |
| Weblink |
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Nennen sie die einzelnen Stationen im Lebenszyklus von CFK
Voraussetzungen:
- Material
- Fertigungsmittel
Fertigung:
- Preform
- Injektion
- Aushärten
- Nachbearbeitung
Betrieb:
- Überwachung/Reperatur
Recycling:
- Recycling
Nennen Sie 6 Vorteile des Einsatzes von CFK, sowie 4 Faktoren die diese beinflussen.
Vorteile:
- Hohes Leichtbaupotential
- Integrale Strukturbauweise
- Exzellente Leistung beim Frontalcrashs
- Ermüdungsbeständig
- Anpassbare Eigenschaften
- Großer elastischer Bereich
Einflussfaktoren:
- Bauweise (Design/Aufbau)
- Materialtechnologie
- Werkzeugtechnologie
- Strukturmechanik
Deinieren sie den Begriff Composite (Verbundwerkstoff)
Mischung aus zwei oder mehr unterschiedlichen Materialien, welche meso- (mittel-) oder makroskopische Dimensionen und klar erkennbare Grenzflächen besitzen. Eine der Komponenten übernimmt stets die Rolle eines fixierenden Bindemittels (fixing binder) - meist Matrix genannt - in die die andere Komponente (z.B. Fasern) eingebettet sind.
Nennen Sie 5 typische Grundarten von Matrizen, sowie für die am weisteten verbreitete Matrix zusätzlich 3 bekannte Werkstoffe.
Grundarten von Matrizen:
- Thermoplaste
- Duroplaste (Epoxidharze, Ungesätigte Polyesterharze, BMI)
- Kohlenstoff
- Keramiken
- Metalle
Unterscheiden Sie vier Grundarten von Fasern und nennen Sie jeweils Beispiele.
Grundarten von Fasern:
- natürlich organische Fasern (Jute, Sisal)
- natürliche mineralbasierte, nichtorganische Fasern
- synthetische organische Fasern (Aramid, Polythylen)
- synthethische anorganische Fasern (Glas, Carbon, Boron)
Nennen Sie 4(5) Funktionen der Faser (Matrix).
Faser:
- Hohe Steifigkeit
- Hohe Zugfestigkeit
- Niedrige Dichte
- Hohe Dauerfestigkeit
Matrix:
- Fixierung der Fasern in der gewünschten geometrischen Position
- Schutz der Faser vor agressiven Medien
- Stabilisierung der Faser unter Druck und Schub
- Übertragung von Kräften auf die Fasern
- Übertragung von Kräften zwischen den Fasern
Vergleichen Sie Composites mit metallischen Werkstoffen
- Materialverhalten im Spannungs-Dehnungs-Diagramm:
- Composite: linear elastisches Verhalten fast bis zum Versagen
- Metalle: linear elastisch bis Fließgrenze, danach zunehmend duktil
- Richtungsabhängigkeit des Materials:
- Composite: anisotrop
- Metall: i. d. R. isotrop
- (besser) anpassbare Materialeigenschaften bei FVW
- gutes Ermüdungsverhalten von FVW
Nennen Sie 5 unterschiedliche Harztypen und deren Eigenschaften.
- ungesätigte Polyersterharze (UP)
- niedriger Preis, hohe Schrumpfung (5-10%)
- Glasfasern
- Vinylesterharze
- ähnlich UP, bessere Hitzeresistenz
- Glasfasern
- Phenolharze
- gute Feuerhemmung
- Glasfasern, selten Carbonfasern
- Epoxidharze
- sehr gute mechanische Eigenschaften
- geringe Schrumpfung (3%)
- sehr gute Bindung (Adhesion)
- und Bindungseigenschaften
- am weitesten verbreitet
- Carbonfasern
- Bismaleimidharze
- spröde
- niedrige Viskosität ("flüssig")
- hohe Temperaturfestigkeit
- Carbonfasern
