Einfluss der automobilen Lackierprozesse auf thermoplastische Strukturbauteile mit Endlosfaserverstärkung:
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| Published: |
München
Verlag Dr. Hut
2019
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| Edition: | 1. Auflage |
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1 1 Einführung 1
1 2 Problemstellung und Zielsetzung 2
2 Stand der Technik und Wissenschaft 5
2 1 Lackierprozesse in der Automobilindustrie 5
2 2 Einflussfaktoren auf das mechanische Werkstoffverhalten 7
2 3 Berechnungsansätze 11
2 4 Anisotrope Eigenschaften thermoplastischer Faser-Kunststoff-Verbunde 13
3 Untersuchte Werkstoffe 21
3 1 Vorgehen bei der Werkstoffauswahl 21
3 2 Glasfaserverstärkte Werkstoffsysteme 24
3 3 Kohlenstofffaserverstärkte Werkstoffsysteme 25
4 Versuchsdurchführung und -auswertung 27
4 1 Halbzeugherstellung 27
4 2 Experimentelle Umsetzung in der Serienlackiererei 28
4 3 Prüfung des Langzeitverhaltens 29
4 4 Verwendete Konditionierungszustände 29
4 5 Mechanische Prüfmethoden 30
451 Zugversuche 30
452 Biegeversuche 32
453 Instrumentierte Schlagzähigkeitsprüfung 32
454 Spannungsrelaxationsversuche 32
4 6 Thermische und physikalisch-chemische Untersuchungen 33
461 Dynamisch-Mechanisch-Thermische Analyse 33
462 Karl-Fischer-Titration 34
463 Dynamische Differenzkalorimetrie 34
464 Thermogravimetrische Analyse 35
465 Bestimmung des Glührückstandes 35
466 Gel-Permeations-Chromatographie 36
467 Längenmessungen 36
4 7 Mikroskopische Auswertungen 37
4 8 Digitale Bildkorrelation 38
4 9 Bauteilherstellung 38
4 10 Simulationsvalidierung 39
4 10 1 Couponebene 39
4 10 2 Bauteilebene 40
Inhaltsverzeichnis
VIII
5 Einfluss des Lackierprozesses auf die Werkstoffeigenschaften 41
5 1 Versuchsstrategie 41
5 2 Mechanisches Kurzzeitverhalten 43
5 3 Mechanisches Langzeitverhalten 55
5 4 Bewertung des Werkstoffpotentials 63
6 Einfluss des Lackierprozesses auf das Verformungsverhalten 67
6 1 Mechanik anisotroper Materialien 67
6 2 Ergebnisse der Kennwertermittlung und Materialmodellierung 73
6 3 Phänomenologische Modellbildung 84
631 Lösung der Transportgleichungen 85
632 Prüfung prozessbezogener Dehnratenabhängigkeit 89
633 Entwicklung eines pseudo-viskoelastischen Berechnungsmodells 91
634 Ableitung eines numerischen Ersatzmodells 94
635 Implementierung des numerischen Ersatzmodells in Abaqus 95
7 Experimentelle Validierung 97
7 1 Verifizierung auf Couponebene 97
711 Dilatometerversuche 97
712 Messung der Biegeverformung 101
7 2 Überprüfung am Beispiel Dachspriegel C-Säule BMW 7er 103
8 Zusammenfassung und Ausblick 107
Kurzzeichenverzeichnis 109
Literaturverzeichnis 115
Abbildungsverzeichnis 131
Tabellenverzeichnis 137
Anhang 139
A Ergänzungen zum Stand der Technik und Wissenschaft 189
B Nutzwertanalyse der Werkstoffauswahl 140
C Einfluss von Bohrungen im Einspannbereich von Zugproben 142
D Zugversuche des PA6-CF60 Tapes 143
E Vorgehensweise bei der Konstruktion der Versuchsaufbauten 146
F Statistische Auswertung 148
G Einfluss des Lackierprozesses auf die Werkstoffeigenschaften 149
H Kennwertermittlung 161
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