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Bestimmung dynamisch-mechanischer Eigenschaften von Thermoplasten mittels Resonanzkurven-Verfahren und dynamisch-mechanischer Analyse (vor Ort)

* Presenting author
Day / Time: 23.03.2022, 14:20-14:40
Room: 57-03
Typ: Regulärer Vortrag
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Abstract: Thermoplastische Kunststoffe sind beliebte Werkstoffe für Bauteile in diversen industriellen Anwendungen. Insbesondere im Automobilbereich werden sie aufgrund der kostengünstigen und schnellen Verarbeitung im Spritzgussverfahren häufig eingesetzt. Die Verstärkung der Kunststoffe mit Kurz- oder Langfasern führt zudem zu einer hohen spezifischen Steifigkeit und einem damit verbundenem Leichtbaupotenzial. Aufgrund steigender Anforderungen an den Akustik-Komfort sind zuverlässige numerische Modelle zur Vorhersage des vibroakustischen Verhaltens von Bauteilen erforderlich. Grundlage dieser Modelle sind ausreichende Kenntnisse über das Materialverhalten der eingesetzten Werkstoffe. In diesem Beitrag werden Messverfahren in Anlehnung an ISO 6721-3 und ISO 6721-5 zur Bestimmung dynamisch-mechanischer Eigenschaften von Kunststoffen verglichen. Hierbei werden Balkenproben aus (glasfaserverstärktem) Polypropylen, welche Biegeschwingungen ausführen, gemessen und die temperatur- und frequenzabhängigen Biege-Speichermodule und -Verlustfaktoren ermittelt. Der messbare Frequenzbereich für das Resonanzkurven-Verfahren aus ISO 6721-3 unterscheidet sich zu dem des Verfahrens erzwungener Schwingungen aus ISO 6721-5. Anhand der ermittelten Materialparameter können jedoch unter Nutzung des Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzips viskoelastischer Materialien Masterkurven berechnet werden, die den Frequenzbereich der ermittelten Parameter erweitern und damit einen Vergleich beider Verfahren ermöglichen. Hierauf aufbauend wird eine Empfehlung zur effizienten Messung dynamisch-mechanischer Eigenschaften anisotroper, viskoelastischer Materialien gegeben.