Forscher entwickeln Werkzeug zur Abschätzung der Lebensdauer von Kunststoffen
Kurzfaserverstärkte Thermoplaste spielen im Automobilsektor eine wichtige Rolle. Bislang wird die Ermüdung von Bauteilen aus solchen Werkstoffen angelehnt an die eingeführten Methoden aus dem Bereich metallischer Werkstoffe bewertet. Ein abgesichertes, auf die Besonderheiten kurzfaserverstärkter Thermoplaste abgestimmtes Konzept besteht bisher nur in Ansätzen. In einem neuen Forschungsprojekt entwickelt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF nun abgesicherte Berechnungsmodelle zur Bestimmung der Materialermüdung von kurzfaserverstärkten Thermoplasten.
Die Wissenschaftler der beteiligten Fraunhofer-Institute für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF sowie für Werkstoffmechanik IWM verfolgen dabei einen kombiniert experimentell-numerischen Lösungsweg. Im ersten Schritt untersuchen sie die grundlegenden Schädigungseffekte experimentell an Laborproben und ergänzen dies durch Bauteilversuche. Auf dieser Basis werden die Wissenschaftler ein Schädigungsmodell formulieren und in ein kommerzielles FE-Programm implementieren. Als effiziente Alternative werden sie eine rein im Postprocessing zu verwendende Schadensakkumulationshypothese erarbeiten.
Experimentelle Charakterisierung der Schwingfestigkeit.
Das Thema des neu gestarteten Forschungsprojektes „Ermüdung kurzfaserverstärkter thermoplastischer Polymerwerkstoffe“ ist insbesondere für die durch klein- und mittelständische Unternehmen (KMU) geprägte Zulieferindustrie von großer Bedeutung. Diese Unternehmen müssen in zunehmendem Maße die Produktverantwortung für die von ihnen gelieferten Bauteile übernehmen, dabei jedoch den mit Simulation verbundenen Aufwand sorgfältig gegen ihren Nutzen abwägen. Durch das Forschungsprojekt soll ihnen ein abgesichertes, handhabbares und zuverlässiges Werkzeug zur Abschätzung der Lebensdauer kurzfaserverstärkter Thermoplaste in die Hand gegeben werden, das in einer mehrstufigen Formulierung für erste Auslegungen und aufwändigere hochgenaue Analysen gleichermaßen geeignet ist.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Dominik Laveuve
dominik.laveuve@lbf.fraunhofer.de
Foto links:
Andrea Groen, VDMA Verlag
