Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden by Helmut Schürmann

By Helmut Schürmann

Das Buch fuhrt grundlich und umfassend in das Gebiet "Konstruieren mit Faserverbundwerkstoffen" ein. Es behandelt die Werkstoffkunde, Elastostatik und Festigkeitslehre sowie Entwurfsmethoden und Verbindungstechniken. Im Vordergrund stehen die Verfahren zur Dimensionierung sowie die wichtigsten Konstruktionsprinzipien und die Berechnung von hoch belastbaren Faserverbundstrukturen. Wichtige Beziehungen werden hergeleitet, so dass guy sie eigenen Untersuchungen zu Grunde legen kann. Detaillierte Abbildungen und Ubungen unterstutzen die Anwendbarkeit. Dieses Rustzeug fur die Konstruktion eignet sich fur Praktiker in der Faserverbundindustrie sowie fur Studierende des Maschinenbaus, im Flugzeugbau und der Kunststoffverarbeitung, die sich mit dem konstruktiven Leichtbau - z.B. Druckbehaltern oder Strukturbauteilen fur Kraftfahrzeuge - und Bauweisen beschaftigen.

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Für die CFaserherstellung wird die PAN-Faser allerdings speziell eingestellt; sie wird nach 36 3 Fasern dem Spinnen stärker verstreckt, um für die Graphitebenen eine Vororientierung zu erreichen. Ein anderes, industriell genutztes Ausgangsmaterial ist Petroleum- oder Steinkohlen-Pech. Durch thermische Behandlung in eine Flüssigkristallphase (Mesophase) umgewandelt, wird im anschließenden Schmelz-Spinnprozezz eine Faser mit sehr hoher Orientierung parallel zur Faserachse gewonnen. Die weiteren Verarbeitungsschritte der Pechfaser (pitch fiber) bis zur C-Faser ähneln denjenigen der PAN-Basis.

Im Laminat eingebettete Fasern dürften eine deutlich geringere Degradation zeigen. Allgemein ist anzunehmen, dass eher die polymere Matrix an Temperaturgrenzen stößt. h. bis etwa 150°C, einsetzbar sind. Die Zersetzungstemperatur liegt bei 550°C. 46 3 Fasern Abb. 10. 13]) 100 150°C Zugfestigkeit nach Einlagerung Zugfestigkeit im Ausgangszustand % 200°C 80 250°C 70 60 300°C 50 40 30 400°C 350°C 450°C 20 0,1 0,5 1 2 5 10 20 h 50 102 Temperaturlagerung Abb. 11. B. F. %. Dies muss bei Kombination mit feuchteempfindlichen Harzen beachtet werden, da es sonst zu Haftungsproblemen kommen kann.

Die Druckfestigkeit parallel zur Faserrichtung ist extrem niedrig. Die Faser ist nur auf Zug belastbar. Hauptanwendungsgebiete sind daher aufgrund der extrem hohen Zugfestigkeit Schutzbekleidungen, Verstärkung für optische Kabel, Seile, Verstärkung der Segel von Yachten usw. − Die Abrasionsbeständigkeit ist ähnlich derjenigen der Aramidfaser, aber deutlich schlechter als bei Polyamid- und PE-Fasern. 4. Daten der zwei PBO-Fasertypen E-Modul längs Ef|| [N/mm2] E-Modul quer Ef⊥ [N/mm2] Therm. Ausdehnungskoeff.

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