Werkstoffkunde 2 - TUM - Faserverbundstoffe

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Luis Böhm

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Cartes-fiches	14
Langue	Deutsch
Catégorie	Technique
Niveau	Université
Crée / Actualisé	15.06.2014 / 14.02.2021
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Aus wie vielen Werkstoffen besteht in der Regel ein Verbundwerkstoff? Welche Werkstoffe bilden eine Ausnahme und warum ?

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Mindestens 2 verschiedene Werkstoffhauptgruppen. Kunststoffe bilden Ausnahme (Kunststoffe mit Polyamidfasern verstärkt)

Welche Art von Verbundwerkstoffen gibt es ?

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Schichtverbundwerkstoffe, Faserverbundwerkstoffe, Teilchenverbundwerkstoffe, Durchdringungsverbundwerkstoffe (Skript S. 200 (Abb. 13.1))

Welche Vorraussetzungen müssen gelten, dass das Elastizitätsmodul sicher berechnet werden kann ?

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Faser/Partikel und Matrix müssen eine perfekte Verbindung eingegangen sein.

Wie berechnet sich das E-Modul für den Schichtverbund für längs und Querkraft?

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Va = Volumenanteil

Längskraft:

Ev = Va*Ea + Vb*Eb

Querkraft:

Ev = (Ea*Eb)/(Va*Ea+Eb*Vb)

Wie sind die Berechneten Werte für andere Verbunde zu werten ?

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Als obere und untere Grenze der Betrachteten Konfiguration, der tatsächliche Wert liegt dazwischen

Was ist die kritische Faserlänge ?

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Zu lange Faser --> so hohe Scherkraft zwischen Matrix und Faser --> Versagen

Mit welchen Fasern werden Kunststoffe verstärkt und aus welchen Materialien bestehen diese üblicher weise ?

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Langfasern

meist mit Glas (GFK), Armid (PFK) oder Kohlenstoff (CFK)

Was sind Rovings und welche Eigenschaften besitzen sie ?

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Bündel von paralleten Fasern. ihre Eigenschaften sind anisotrop.

Wie kann faserverstärkter Kunststoff stabiler gemacht werden ?

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Gewebe oder Laminat (Schichten)

Wie wird die Reißlänge berechnet ?

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l_{R =}R_m/(ρ*g); g = Eddbeschleunigung

Welche Reißlänge haben üblicher Weise Leichtbaustoffe ?

l_R > 18 km

Wie lassen sich zelluare Strukturen realisieren, und wie lässt sich ihr E-modul abschätzen ?

Z.B. Metallschaum

Das E-modul wird wie bei Faserverbundstoffen abgeschätzt. Das E-modul der Luft beträgt 0 GPa

Was bedeutet MMC und was hat es damit auf sich ?

MMC = „Metal Matrix Composites“; Es handelt sich um Verbundwerkstoffe aus Metall

Was sind die Vorteile von MMC‘s ?

Die Festigkeitssteigerung gegenüber Ausscheidungsgehärteten Materialien bei Raumtemp. ist niedriger, weil die Kurzfasern deutlich größer sind. Vorteile ergeben sicher erst bei hohen Temperaturen.

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