Verformungs- und Versagensverhalten geschlossenzelliger Polymerhartschaumstoffe:
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| Published: |
Aachen
Shaker
2014
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| Series: | Wissenschaftlicher Bericht / Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 POLYMERSCHAEUME ALS SANDWICHKEM 1
1.1.1 SANDWICHPRINZIP 1
1.1.2 FASERVERBUND-SCHAUMKERN-SANDWICH 3
1.1.3 ANFORDERUNGEN AN DEN SCHAUMKERN 3
1.1.4 POLYMERHARTSCHAEUME 5
1.2 ZIELSETZUNG DER ARBEIT 6
2 STAND DER TECHNIK 9
2.1 MORPHOLOGIE VON POLYMER-HARTSCHAEUMEN 9
2.1.1 BESCHREIBUNG DER MORPHOLOGIE VON SCHAEUMEN 9
2.1.2 ANALYSE DER ZELLGROESSEN 12
2.2 STOCHASTISCHE GEOMETRIE UND 3D-BILDANALYSE 14
2.2.1 GRUNDBEGRIFFE DER STOCHASTISCHEN GEOMETRIE 14
2.2.2 SEGMENTIERUNG 16
2.2.3 MORPHOLOGISCHE TRANSFORMATIONEN 17
2.2.4 STOCHASTISCHE MOSAIKE 19
2.3 MECHANISCHES VERHALTEN GESCHLOSSENZELLIGER POLYMERHARTSCHAEUME 21
2.3.1 UNIAXIALE ZUG-UND DRUCKBELASTUNG 21
2.3.2 ELASTISCH-PLASTISCHES VERHALTEN 23
2.3.3 ZEITABHAENGIGES VERHALTEN (VISKOELASTIZITAET) 24
2.4 MIKROMECHANIK VON SCHAEUMEN 24
2.4.1 EINHEITSZELLMODELLE 26
2.4.2 MEHRZELLENMODELLE 33
3 MORPHOLOGISCHE CHARAKTERISIERUNG VON PMI-HARTSCHAEUMEN 41
3.1 MATERIALIEN UND METHODEN 41
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II INHALTSVERZEICHNIS
3.1.1 ROHACELL-SCHAEUME 41
3.1.2 ROENTGEN-COMPUTERTOMOGRAPHIE UND 3D-BILDANA1YSE 42
3.2 ROENTGEN-CT-AUFNAHMEN VON ROHACELL-SCHAEUMEN 44
3.3 ZELLGROESSENBESTIMMUNG AN ROHACELL-SCHAEUMEN 47
3.3.1 EINFLUSSPARAMETER BEI DER 3D-BILDANALYSE 47
3.3.2 ERGEBNISSE DER ZELLGROESSENBESTIMMUNG MITTELS 3D-BILDANALYSE 51
3.4 ERMITTLUNG VON ZELLWANDDICKEN 55
4 WERKSTOFFKENNWERTE VON PMI-HARTSCHAEUMEN 57
4.1 EXPERIMENTE 57
4.1.1 DICHTEBESTIMMUNG 57
4.1.2 ZUGVERSUCH 58
4.1.3 DRUCKVERSUCH 59
4.1.4 SCHUBVERSUCH 59
4.2 ERGEBNISSE 59
4.2.1 DICHTEPROFIL IN PMI-HARTSCHAUMPLATTEN 59
4.2.2 ZUGVERSUCH 61
4.2.3 DRUCKVERSUCH 61
4.2.4 SCHUBVERSUCH 62
4.2.5 ZUSAMMENFASSUNG 63
4.3 BASISMATERIALEIGENSCHAFTEN 65
4.3.1 ZUGVERSUCHE AM BASISMATERIAL 66
4.3.2 ERGEBNISSE 67
5 VORHERSAGE DER LINEAR ELASTISCHEN EIGENSCHAFTEN MITTELS FEM 71
5.1 GRUNDLAGEN 71
5.1.1 ELASTIZITAETSGESETZ UND BERECHNUNG DER STEIFIGKEITSMATRIX 72
5.1.2 ANALYSE DER DEFORMATIONSMECHANISMEN 74
5.2 MODELLAUFBAU 76
5.2.1 GEOMETRISCHES MODELL 76
5.2.2 FE-MODELL 77
5.3 ERGEBNISSE 80
5.3.1 RVE-GROESSE UND ZELLGROESSENVERTEILUNG 80
5.3.2 SCHAUMDICHTE UND MATERIALVERTEILUNG ZWISCHEN WAENDEN UND STEGEN . .
82
5.3.3 VERGLEICH MIT ANALYTISCHEN EINHEITSZELLMODELLEN 88
INHALTSVERZEICHNIS III
5.3.4 QUERKONTRAKTIONSZAHL DES BASISMATERIALS 89
S.4 VERGLEICH ZUR REALEN SCHAUMSTRUKTUR 90
6 MESOSKOPISCHES VERSAGENSVERHALTEN VON SCHAEUMEN 97
6.1 EXPERIMENTELLE CHARAKTERIERUNG DES VERSAGENSVERHALTENS 97
6.1.1 IN-SITU-VERFORMUNGSEXPERIMENTE 97
6.1.2 AUFBAU EINER IN-SITU-VERFORMUNGSVORRICHTUNG 99
6.1.3 IN-SITU-DRUCKVERSUCH 100
6.1.4 IN-SITU-ZUGVERSUCH 101
6.2 ERGEBNISSE DER IN-SITU-VERFORMUNGSEXPERIMENTE 103
6.2.1 DRUCKVERSUCH 103
6.2.2 ZUGVERSUCH 107
6.3 FINITE ELEMENTE ANALYSE DES VERSAGENSVERHALTENS 110
6.3.1 LINEARE EIGENWERTANALYSE 110
6.3.2 NICHTLINEARE STABILITAETSANALYSE 111
6.3.3 ELASTISCH-PLASTISCHES BASISMATERIAL 112
6.4 ERGEBNISSE DER VERSAGENSSIMULATION 112
6.4.1 LINEARE STABILITAETSANALYSE 112
6.4.2 NICHTLINEARE STABILITAETSANALYSE 113
6.5 VERGLEICH ZUR REALEN SCHAUMSTRUKTUR 118
6.5.1 ANGEPASSTES MODELL 118
6.5.2 FESTIGKEITSVORHERSAGE ROHACELL71 RIST 118
7 ZUSAMMENFASSUNG 123
LITERATURVERZEICHNIS
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