Kunststoffbauteil - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 23. Oktober 2024 um 10:39 Uhr

2024-10-23T10:39:51Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. Oktober 2024, 12:39 Uhr
Zeile 53:		Zeile 53:

	Trotz des allgemein anerkannten Wissenstandes zur Übertragbarkeit der an kleinen [[Prüfkörper]]n (Standardprüfkörpern) ermittelten geometrieunabhängigen bruchmechanischen Kennwerte [5, 6, 12] sind weiterführende Untersuchungen zur Bewertung des Bruchverhaltens (siehe [[Geometriekriterium]]) von Halbzeugen und Fertigteilen erforderlich, um die Aussagefähigkeit der Versagenskonzepte der [[Fließbruchmechanik]] zu bestätigen (siehe auch: [[Erkenntnisniveauebenen der Bruchmechanik]])		Trotz des allgemein anerkannten Wissenstandes zur Übertragbarkeit der an kleinen [[Prüfkörper]]n (Standardprüfkörpern) ermittelten geometrieunabhängigen bruchmechanischen Kennwerte [5, 6, 12] sind weiterführende Untersuchungen zur Bewertung des Bruchverhaltens (siehe [[Geometriekriterium]]) von Halbzeugen und Fertigteilen erforderlich, um die Aussagefähigkeit der Versagenskonzepte der [[Fließbruchmechanik]] zu bestätigen (siehe auch: [[Erkenntnisniveauebenen der Bruchmechanik]])

			==Siehe auch==
			*[[Bauteilprüfung]]
			*[[Bruchverhalten von Kunststoffbauteilen]]
			*[[Sprödbruchfördernde Faktoren]]
			*[[Bruchsicherheitskriterium]]
			*[[Bruchmechanik]]


Zeile 80:		Zeile 87:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[8]		\|[8]
	\|Brown, N., Lu, X.: The Dependence of Rapid Crack Propagation in Polyethylene Pipes on the Plane Stress Fracture Energy of the Resin. Polymer Engng. and Science 41 (2001) 1140–1145		\|Brown, N., Lu, X.: The Dependence of Rapid Crack Propagation in Polyethylene Pipes on the Plane Stress Fracture Energy of the Resin. Polymer Engng. and Science 41 (2001) 1140–1145, DOI: [https://scholar.google.de/scholar?q=DOI:+10.1002/pen.10815&hl=de&as_sdt=0&as_vis=1&oi=scholart https://scholar.google.de/scholar?q=DOI:+10.1002/pen.10815&hl=de&as_sdt=0&as_vis=1&oi=scholart]
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[9]		\|[9]
Zeile 92:		Zeile 99:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[12]		\|[12]
	\|Grellmann, W., Seidler, S., [https://researchgate.net/profile/Ralf-Lach Lach, R.]: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaften und Werkstofftechnik 32 (2001) S. 552–561		\|Grellmann, W., Seidler, S., [https://researchgate.net/profile/Ralf-Lach Lach, R.]: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaften und Werkstofftechnik 32 (2001) S. 552–561, DOI: [https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1521-4052(200106)32:6%3C552::AID-MAWE552%3E3.0.CO;2-O https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1521-4052(200106)32:6%3C552::AID-MAWE552%3E3.0.CO;2-O]
	\|}		\|}

	[[Kategorie:Schadensanalyse_Bauteilversagen]]		[[Kategorie:Schadensanalyse_Bauteilversagen]]

Loeffler-Kamann am 5. Juli 2024 um 11:59 Uhr

2024-07-05T11:59:11Z

← Nächstältere Version		Version vom 5. Juli 2024, 13:59 Uhr
Zeile 65:		Zeile 65:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[3]		\|[3]
	\|Michaeli, W., Brinkmann, T., Lessenich-Henkys, V.: Kunststoff-Bauteile werkstoffgerecht konstruieren. Carl Hanser Verlag, München Wien (1995)		\|Michaeli, W., Brinkmann, T., Lessenich-Henkys, V.: Kunststoff-Bauteile werkstoffgerecht konstruieren. Carl Hanser Verlag, München Wien (1995) (ISBN 3-446-17535-0; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 130)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[4]		\|[4]
Zeile 74:		Zeile 74:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[6]		\|[6]
	\|Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymers. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001) (ISBN 978-3540412472; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 7)		\|[https://de.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Grellmann Grellmann, W.], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymers. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001) (ISBN 978-3540412472; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 7)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[7]		\|[7]
Zeile 89:		Zeile 89:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[11]		\|[11]
	\|Tada, H., Paris, P. C., Irwin, G. R.: The Stress Analysis of Cracks Handbook. 3th Ed., ASME Press, New York (2000)		\|Tada, H., Paris, P. C., Irwin, G. R.: The Stress Analysis of Cracks Handbook. 3th Ed., ASME Press, New York (2000) (ISBN 978-1-8605-8304-9)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[12]		\|[12]

Oluschinski am 28. November 2022 um 08:42 Uhr

2022-11-28T08:42:47Z

← Nächstältere Version		Version vom 28. November 2022, 10:42 Uhr
Zeile 71:		Zeile 71:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[5]		\|[5]
	\|Grellmann, W.: Bewertung der Zähigkeitseigenschaften durch bruchmechanische Kennwerte. In: Schmiedel, H. (Hrsg.): Handbuch der Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München Wien (1992) 139–183, (ISBN 978-3446163362; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 3)		\|[https://www.researchgate.net/profile/Wolfgang-Grellmann Grellmann, W.]: Bewertung der Zähigkeitseigenschaften durch bruchmechanische Kennwerte. In: Schmiedel, H. (Hrsg.): Handbuch der Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München Wien (1992) 139–183, (ISBN 978-3446163362; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 3)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[6]		\|[6]
Zeile 92:		Zeile 92:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[12]		\|[12]
	\|Grellmann, W., Seidler, S., Lach, R.: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaften und Werkstofftechnik 32 (2001) S. 552–561		\|Grellmann, W., Seidler, S., [https://researchgate.net/profile/Ralf-Lach Lach, R.]: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaften und Werkstofftechnik 32 (2001) S. 552–561
	\|}		\|}

	[[Kategorie:Schadensanalyse_Bauteilversagen]]		[[Kategorie:Schadensanalyse_Bauteilversagen]]

Posch am 14. Mai 2020 um 12:29 Uhr

2020-05-14T12:29:45Z

← Nächstältere Version		Version vom 14. Mai 2020, 14:29 Uhr
Zeile 62:		Zeile 62:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[2]		\|[2]
	\|Ehrenstein, G. W.: Mit Kunststoffen konstruieren – Eine Einführung. Carl Hanser Verlag, München Wien (2007) (ISBN 978-3-446-41322-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 42)		\|[[Ehrenstein,_Gottfried_W. \| Ehrenstein, G. W.]]: Mit Kunststoffen konstruieren – Eine Einführung. Carl Hanser Verlag, München Wien (2007) (ISBN 978-3-446-41322-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 42)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[3]		\|[3]

Posch am 16. April 2020 um 12:40 Uhr

2020-04-16T12:40:16Z

← Nächstältere Version		Version vom 16. April 2020, 14:40 Uhr
Zeile 68:		Zeile 68:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[4]		\|[4]
	\|May, M., Hoffmann, H., [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]]: Anwendungen der dynamischen Bruchzähigkeit zur Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften. Plaste und Kautschuk 31 (1984) 1, S. 26–30 [~~http~~://~~web~~.hs-merseburg.de/~~~amk~~/~~files~~/veroeffentlichungen/May_Anwendung_der_dynamischen_Bruchzaehigkeit.pdf Download als pdf]		\|May, M., Hoffmann, H., [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]]: Anwendungen der dynamischen Bruchzähigkeit zur Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften. Plaste und Kautschuk 31 (1984) 1, S. 26–30 [https://www.polymerservice-merseburg.de/fileadmin/inhalte/psm/veroeffentlichungen/May_Anwendung_der_dynamischen_Bruchzaehigkeit.pdf Download als pdf]
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[5]		\|[5]
Zeile 77:		Zeile 77:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[7]		\|[7]
	\|Jungbluth, M.: Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten von PVCC-Werkstoffen. Dissertation, TH Leuna-Merseburg (1987) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-1) ([~~http~~://~~web~~.hs-merseburg.de/~~~amk~~/~~files~~/veroeffentlichungen/Jungbluth_Untersuchungen_zum_Verformungs-_und_Bruchverhalten_von_PVCC-Werkstoffen.pdf Kurzzusammenfassung/Inhaltsverzeichnis])		\|Jungbluth, M.: Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten von PVCC-Werkstoffen. Dissertation, TH Leuna-Merseburg (1987) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-1) ([https://www.polymerservice-merseburg.de/fileadmin/inhalte/psm/veroeffentlichungen/Jungbluth_Untersuchungen_zum_Verformungs-_und_Bruchverhalten_von_PVCC-Werkstoffen.pdf Kurzzusammenfassung/Inhaltsverzeichnis])
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[8]		\|[8]

Oluschinski am 13. August 2019 um 05:40 Uhr

2019-08-13T05:40:05Z

← Nächstältere Version		Version vom 13. August 2019, 07:40 Uhr
Zeile 26:		Zeile 26:
	==Zähigkeitsnachweis==		==Zähigkeitsnachweis==

	Die ersten Ansätze zur Berücksichtigung von Gesichtspunkten des Werkstoffversagens durch Sprödbruch (siehe [[Brucharten]]) bei der Dimensionierung existieren für die Zähigkeitsbewertung von Rohren [4–8]. Dabei liefert die Verwendung der [[Kerbschlagbiegeversuch\|Kerbschlagzähigkeit]] a<sub>cN</sub> zur Ermittlung der Bruchenergie keinen wesentlichen Fortschritt in der Aussagekraft [5, 6]. Der wichtigste Nachteil der Kerbschlagzähigkeit ist, dass es sich um eine integrale [[Kenngröße]] handelt und keine Spannungs- und Dehnungswerte angegeben werden können, d. h. Kerbschlagzähigkeitswerte gestatten nur eine qualitative Bewertung der Werkstoffe, denn die Übertragung der am [[Prüfkörper]] gewonnenen Ergebnisse auf Konstruktionen ist nicht möglich. Ein zusätzliches Problem ist mit den bei gefüllten und [[~~Kurzfaserverstärkte Verbundwerkstoffe~~\|verstärkten Kunststoffen]] in Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen auftretenden Rissverzögerungsenergien (siehe: [[Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch]] und [[IKBV Typen von Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen]]) verbunden [5].		Die ersten Ansätze zur Berücksichtigung von Gesichtspunkten des Werkstoffversagens durch Sprödbruch (siehe [[Brucharten]]) bei der Dimensionierung existieren für die Zähigkeitsbewertung von Rohren [4–8]. Dabei liefert die Verwendung der [[Kerbschlagbiegeversuch\|Kerbschlagzähigkeit]] a<sub>cN</sub> zur Ermittlung der Bruchenergie keinen wesentlichen Fortschritt in der Aussagekraft [5, 6]. Der wichtigste Nachteil der Kerbschlagzähigkeit ist, dass es sich um eine integrale [[Kenngröße]] handelt und keine Spannungs- und Dehnungswerte angegeben werden können, d. h. Kerbschlagzähigkeitswerte gestatten nur eine qualitative Bewertung der Werkstoffe, denn die Übertragung der am [[Prüfkörper]] gewonnenen Ergebnisse auf Konstruktionen ist nicht möglich. Ein zusätzliches Problem ist mit den bei [[Teilchengefüllte Kunststoffe\|gefüllten]] und [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoffen]] in Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen auftretenden Rissverzögerungsenergien (siehe: [[Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch]] und [[IKBV Typen von Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen]]) verbunden [5].

	Da die [[Sprödbruchfördernde Faktoren\|Sprödbruchempfindlichkeit]] neben dem Spannungszustand auch durch die Temperatur und die [[Prüfgeschwindigkeit\|Beanspruchungsgeschwindigkeit]] beeinflusst wird und der Sprödbruch (siehe: [[Brucharten]]) im [[Deformation#Elastische Deformation\|elastischen]] und [[viskoelastisches Werkstoffverhalten\|viskoelastischen]] Bereich erfolgt, sind Vorstellungen entwickelt worden, um die Eigenschaftsänderungen abzuschätzen, die bei den infolge von [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe\|Schlag]] oder Stoß auftretenden hohen Dehngeschwindigkeiten (siehe [[Dehnrate Grundlagen]]) in den elastischen Kenngrößen [[Elastizitätsmodul\|E]] und G zu erwarten sind. Dies wird mit Hilfe des [[Zeit-Temperatur-Verschiebungsgesetz]]es [9] realisiert. Dieses Gesetz beinhaltet eine Korrelation zwischen der Beanspruchungszeit und -temperatur und gestattet es, die bei definierten Temperaturen oder Beanspruchungszeiten gewonnenen ~~Messwerte~~ auf andere Zeiten und Temperaturen zu übertragen.		Da die [[Sprödbruchfördernde Faktoren\|Sprödbruchempfindlichkeit]] neben dem Spannungszustand auch durch die Temperatur und die [[Prüfgeschwindigkeit\|Beanspruchungsgeschwindigkeit]] beeinflusst wird und der Sprödbruch (siehe: [[Brucharten]]) im [[Deformation#Elastische Deformation\|elastischen]] und [[viskoelastisches Werkstoffverhalten\|viskoelastischen]] Bereich erfolgt, sind Vorstellungen entwickelt worden, um die Eigenschaftsänderungen abzuschätzen, die bei den infolge von [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe\|Schlag]] oder Stoß auftretenden hohen Dehngeschwindigkeiten (siehe [[Dehnrate Grundlagen]]) in den elastischen Kenngrößen [[Elastizitätsmodul\|E]] und [[Schubmodul\|G]] zu erwarten sind. Dies wird mit Hilfe des [[Zeit-Temperatur-Verschiebungsgesetz]]es [9] realisiert. Dieses Gesetz beinhaltet eine Korrelation zwischen der Beanspruchungszeit und -temperatur und gestattet es, die bei definierten Temperaturen oder Beanspruchungszeiten gewonnenen [[Messwert]]e auf andere Zeiten und Temperaturen zu übertragen.

	Diese Arbeitsweise ermöglicht dann z. B. aus der Dehnungsgeschwindigkeit dε/dt (siehe [[Dehnrate Applikationen]]) unter Berücksichtigung der durch die [[Geschwindigkeit]] bedingten Verschiebung der Elastizitätsmodul-Temperatur-Kurve, die Belastungsgeschwindigkeit dσ/dt zu ermitteln und mit Belastungsgeschwindigkeiten zu vergleichen, wie sie z. B. im [[Durchstoßversuch\|Fallversuch]] auftreten. Auf diese Weise ist es möglich, die für die Beurteilung der Sprödbruchanfälligkeit (siehe [[Sprödbruchfördernde Faktoren]]) zur Verfügung stehenden Informationen besser auszuschöpfen.		Diese Arbeitsweise ermöglicht dann z. B. aus der Dehnungsgeschwindigkeit dε/dt (siehe [[Dehnrate Applikationen]]) unter Berücksichtigung der durch die [[Geschwindigkeit]] bedingten Verschiebung der Elastizitätsmodul-Temperatur-Kurve, die Belastungsgeschwindigkeit dσ/dt zu ermitteln und mit Belastungsgeschwindigkeiten zu vergleichen, wie sie z. B. im [[Durchstoßversuch\|Fallversuch]] auftreten. Auf diese Weise ist es möglich, die für die Beurteilung der Sprödbruchanfälligkeit (siehe [[Sprödbruchfördernde Faktoren]]) zur Verfügung stehenden Informationen besser auszuschöpfen.
Zeile 52:		Zeile 52:
	==Übertragbarkeit Prüfkörper – Bauteil==		==Übertragbarkeit Prüfkörper – Bauteil==

	Trotz des allgemein anerkannten Wissenstandes zur Übertragbarkeit der an kleinen [[Prüfkörper]]n (Standardprüfkörpern) ermittelten geometrieunabhängigen bruchmechanischen Kennwerte [5, 6, 12] sind weiterführende Untersuchungen zur Bewertung des Bruchverhaltens (siehe [[Geometriekriterium]]) von Halbzeugen und Fertigteilen erforderlich, um die Aussagefähigkeit der Versagenskonzepte der [[Fließbruchmechanik]] zu bestätigen.		Trotz des allgemein anerkannten Wissenstandes zur Übertragbarkeit der an kleinen [[Prüfkörper]]n (Standardprüfkörpern) ermittelten geometrieunabhängigen bruchmechanischen Kennwerte [5, 6, 12] sind weiterführende Untersuchungen zur Bewertung des Bruchverhaltens (siehe [[Geometriekriterium]]) von Halbzeugen und Fertigteilen erforderlich, um die Aussagefähigkeit der Versagenskonzepte der [[Fließbruchmechanik]] zu bestätigen (siehe auch: [[Erkenntnisniveauebenen der Bruchmechanik]])


Zeile 68:		Zeile 68:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[4]		\|[4]
	\|May, M., Hoffmann, H., Grellmann, W.: Anwendungen der dynamischen Bruchzähigkeit zur Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften. Plaste und Kautschuk 31 (1984) 1, S. 26–30 [http://web.hs-merseburg.de/~amk/files/veroeffentlichungen/~~May_Anwendung_der_registrierenden_Mikrohaertepruefung~~.pdf Download als pdf]		\|May, M., Hoffmann, H., [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]]: Anwendungen der dynamischen Bruchzähigkeit zur Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften. Plaste und Kautschuk 31 (1984) 1, S. 26–30 [http://web.hs-merseburg.de/~amk/files/veroeffentlichungen/May_Anwendung_der_dynamischen_Bruchzaehigkeit.pdf Download als pdf]
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[5]		\|[5]
Zeile 77:		Zeile 77:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[7]		\|[7]
	\|Jungbluth, M.: Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten von PVCC-Werkstoffen. Dissertation, TH Leuna-Merseburg (1987) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-1) [http://web.hs-merseburg.de/~amk/files/veroeffentlichungen/Jungbluth_Untersuchungen_zum_Verformungs-_und_Bruchverhalten_von_PVCC-Werkstoffen.pdf Kurzzusammenfassung/Inhaltsverzeichnis]		\|Jungbluth, M.: Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten von PVCC-Werkstoffen. Dissertation, TH Leuna-Merseburg (1987) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-1) ([http://web.hs-merseburg.de/~amk/files/veroeffentlichungen/Jungbluth_Untersuchungen_zum_Verformungs-_und_Bruchverhalten_von_PVCC-Werkstoffen.pdf Kurzzusammenfassung/Inhaltsverzeichnis])
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[8]		\|[8]
Zeile 86:		Zeile 86:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[10]		\|[10]
	\|Rossmanith, H. P. (Hrsg.): Finite Elemente in der Bruchmechanik. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1982)		\|Rossmanith, H.-P. (Hrsg.): Finite Elemente in der Bruchmechanik. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1982) (ISBN 978-3-7091-2297-6)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[11]		\|[11]
Zeile 95:		Zeile 95:
	\|}		\|}

	[[Kategorie:~~Schadensanalyse~~]]		[[Kategorie:Schadensanalyse_Bauteilversagen]]

Reincke am 18. Dezember 2017 um 10:21 Uhr

2017-12-18T10:21:06Z

← Nächstältere Version		Version vom 18. Dezember 2017, 12:21 Uhr
Zeile 28:		Zeile 28:
	Die ersten Ansätze zur Berücksichtigung von Gesichtspunkten des Werkstoffversagens durch Sprödbruch (siehe [[Brucharten]]) bei der Dimensionierung existieren für die Zähigkeitsbewertung von Rohren [4–8]. Dabei liefert die Verwendung der [[Kerbschlagbiegeversuch\|Kerbschlagzähigkeit]] a<sub>cN</sub> zur Ermittlung der Bruchenergie keinen wesentlichen Fortschritt in der Aussagekraft [5, 6]. Der wichtigste Nachteil der Kerbschlagzähigkeit ist, dass es sich um eine integrale [[Kenngröße]] handelt und keine Spannungs- und Dehnungswerte angegeben werden können, d. h. Kerbschlagzähigkeitswerte gestatten nur eine qualitative Bewertung der Werkstoffe, denn die Übertragung der am [[Prüfkörper]] gewonnenen Ergebnisse auf Konstruktionen ist nicht möglich. Ein zusätzliches Problem ist mit den bei gefüllten und [[Kurzfaserverstärkte Verbundwerkstoffe\|verstärkten Kunststoffen]] in Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen auftretenden Rissverzögerungsenergien (siehe: [[Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch]] und [[IKBV Typen von Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen]]) verbunden [5].		Die ersten Ansätze zur Berücksichtigung von Gesichtspunkten des Werkstoffversagens durch Sprödbruch (siehe [[Brucharten]]) bei der Dimensionierung existieren für die Zähigkeitsbewertung von Rohren [4–8]. Dabei liefert die Verwendung der [[Kerbschlagbiegeversuch\|Kerbschlagzähigkeit]] a<sub>cN</sub> zur Ermittlung der Bruchenergie keinen wesentlichen Fortschritt in der Aussagekraft [5, 6]. Der wichtigste Nachteil der Kerbschlagzähigkeit ist, dass es sich um eine integrale [[Kenngröße]] handelt und keine Spannungs- und Dehnungswerte angegeben werden können, d. h. Kerbschlagzähigkeitswerte gestatten nur eine qualitative Bewertung der Werkstoffe, denn die Übertragung der am [[Prüfkörper]] gewonnenen Ergebnisse auf Konstruktionen ist nicht möglich. Ein zusätzliches Problem ist mit den bei gefüllten und [[Kurzfaserverstärkte Verbundwerkstoffe\|verstärkten Kunststoffen]] in Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen auftretenden Rissverzögerungsenergien (siehe: [[Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch]] und [[IKBV Typen von Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen]]) verbunden [5].

	Da die [[Sprödbruchfördernde Faktoren\|Sprödbruchempfindlichkeit]] neben dem Spannungszustand auch durch die Temperatur und die [[Prüfgeschwindigkeit\|Beanspruchungsgeschwindigkeit]] beeinflusst wird und der Sprödbruch (siehe: [[Brucharten]]) im [[~~elastische~~ Deformation\|elastischen]] und [[viskoelastisches Werkstoffverhalten\|viskoelastischen]] Bereich erfolgt, sind Vorstellungen entwickelt worden, um die Eigenschaftsänderungen abzuschätzen, die bei den infolge von [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe\|Schlag]] oder Stoß auftretenden hohen Dehngeschwindigkeiten (siehe [[Dehnrate Grundlagen]]) in den elastischen Kenngrößen [[Elastizitätsmodul\|E]] und G zu erwarten sind. Dies wird mit Hilfe des [[Zeit-Temperatur-Verschiebungsgesetz]]es [9] realisiert. Dieses Gesetz beinhaltet eine Korrelation zwischen der Beanspruchungszeit und -temperatur und gestattet es, die bei definierten Temperaturen oder Beanspruchungszeiten gewonnenen Messwerte auf andere Zeiten und Temperaturen zu übertragen.		Da die [[Sprödbruchfördernde Faktoren\|Sprödbruchempfindlichkeit]] neben dem Spannungszustand auch durch die Temperatur und die [[Prüfgeschwindigkeit\|Beanspruchungsgeschwindigkeit]] beeinflusst wird und der Sprödbruch (siehe: [[Brucharten]]) im [[Deformation#Elastische Deformation\|elastischen]] und [[viskoelastisches Werkstoffverhalten\|viskoelastischen]] Bereich erfolgt, sind Vorstellungen entwickelt worden, um die Eigenschaftsänderungen abzuschätzen, die bei den infolge von [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe\|Schlag]] oder Stoß auftretenden hohen Dehngeschwindigkeiten (siehe [[Dehnrate Grundlagen]]) in den elastischen Kenngrößen [[Elastizitätsmodul\|E]] und G zu erwarten sind. Dies wird mit Hilfe des [[Zeit-Temperatur-Verschiebungsgesetz]]es [9] realisiert. Dieses Gesetz beinhaltet eine Korrelation zwischen der Beanspruchungszeit und -temperatur und gestattet es, die bei definierten Temperaturen oder Beanspruchungszeiten gewonnenen Messwerte auf andere Zeiten und Temperaturen zu übertragen.

	Diese Arbeitsweise ermöglicht dann z. B. aus der Dehnungsgeschwindigkeit dε/dt (siehe [[Dehnrate Applikationen]]) unter Berücksichtigung der durch die [[Geschwindigkeit]] bedingten Verschiebung der Elastizitätsmodul-Temperatur-Kurve, die Belastungsgeschwindigkeit dσ/dt zu ermitteln und mit Belastungsgeschwindigkeiten zu vergleichen, wie sie z. B. im [[Durchstoßversuch\|Fallversuch]] auftreten. Auf diese Weise ist es möglich, die für die Beurteilung der Sprödbruchanfälligkeit (siehe [[Sprödbruchfördernde Faktoren]]) zur Verfügung stehenden Informationen besser auszuschöpfen.		Diese Arbeitsweise ermöglicht dann z. B. aus der Dehnungsgeschwindigkeit dε/dt (siehe [[Dehnrate Applikationen]]) unter Berücksichtigung der durch die [[Geschwindigkeit]] bedingten Verschiebung der Elastizitätsmodul-Temperatur-Kurve, die Belastungsgeschwindigkeit dσ/dt zu ermitteln und mit Belastungsgeschwindigkeiten zu vergleichen, wie sie z. B. im [[Durchstoßversuch\|Fallversuch]] auftreten. Auf diese Weise ist es möglich, die für die Beurteilung der Sprödbruchanfälligkeit (siehe [[Sprödbruchfördernde Faktoren]]) zur Verfügung stehenden Informationen besser auszuschöpfen.
Zeile 65:		Zeile 65:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[3]		\|[3]
	\|Michaeli, W.; Brinkmann, T.; Lessenich-Henkys, V.: Kunststoff-Bauteile werkstoffgerecht konstruieren. Carl Hanser Verlag, München Wien (1995)		\|Michaeli, W., Brinkmann, T., Lessenich-Henkys, V.: Kunststoff-Bauteile werkstoffgerecht konstruieren. Carl Hanser Verlag, München Wien (1995)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[4]		\|[4]
	\|May, M.; Hoffmann, H.; Grellmann, W.: Anwendungen der dynamischen Bruchzähigkeit zur Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften. Plaste und Kautschuk 31 (1984) 1, S. 26–30		\|May, M., Hoffmann, H., Grellmann, W.: Anwendungen der dynamischen Bruchzähigkeit zur Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften. Plaste und Kautschuk 31 (1984) 1, S. 26–30 [http://web.hs-merseburg.de/~amk/files/veroeffentlichungen/May_Anwendung_der_registrierenden_Mikrohaertepruefung.pdf Download als pdf]
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[5]		\|[5]
Zeile 74:		Zeile 74:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[6]		\|[6]
	\|Grellmann, W.; [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymers. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001) (ISBN 978-3540412472; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 7)		\|Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymers. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001) (ISBN 978-3540412472; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 7)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[7]		\|[7]
	\|Jungbluth, M.: Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten von ~~PVC~~-Werkstoffen. Dissertation, TH Leuna-Merseburg (1987) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-1)		\|Jungbluth, M.: Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten von PVCC-Werkstoffen. Dissertation, TH Leuna-Merseburg (1987) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-1) [http://web.hs-merseburg.de/~amk/files/veroeffentlichungen/Jungbluth_Untersuchungen_zum_Verformungs-_und_Bruchverhalten_von_PVCC-Werkstoffen.pdf Kurzzusammenfassung/Inhaltsverzeichnis]
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[8]		\|[8]
	\|Brown, N.; Lu, X.: The Dependence of Rapid Crack Propagation in Polyethylene Pipes on the Plane Stress Fracture Energy of the Resin. Polymer Engng. and Science 41 (2001) 1140–1145		\|Brown, N., Lu, X.: The Dependence of Rapid Crack Propagation in Polyethylene Pipes on the Plane Stress Fracture Energy of the Resin. Polymer Engng. and Science 41 (2001) 1140–1145
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[9]		\|[9]
	\|Menges, G.; Schlüter, H.; Jonas, R.: Ermittlung von Werkstoff- sowie Festigkeitskennzahlen für die Konstruktion und Dimensionierung von spritzgegossenen Kunststofferzeugnissen. Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen Nr. 2892 Köln/Opladen, Westdeutscher Verlag, 1979		\|Menges, G., Schlüter, H., Jonas, R.: Ermittlung von Werkstoff- sowie Festigkeitskennzahlen für die Konstruktion und Dimensionierung von spritzgegossenen Kunststofferzeugnissen. Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen Nr. 2892 Köln/Opladen, Westdeutscher Verlag, 1979
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[10]		\|[10]
Zeile 89:		Zeile 89:
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[11]		\|[11]
	\|Tada, H.; Paris, P. C.; Irwin, G. R.: The Stress Analysis of Cracks Handbook. 3th Ed., ASME Press, New York (2000)		\|Tada, H., Paris, P. C., Irwin, G. R.: The Stress Analysis of Cracks Handbook. 3th Ed., ASME Press, New York (2000)
	\|-valign="Top"		\|-valign="Top"
	\|[12]		\|[12]
	\|Grellmann, W.; Seidler, S.; Lach, R.: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaften und Werkstofftechnik 32 (2001) S. 552–561		\|Grellmann, W., Seidler, S., Lach, R.: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaften und Werkstofftechnik 32 (2001) S. 552–561
	\|}		\|}

	[[Kategorie:Schadensanalyse]]		[[Kategorie:Schadensanalyse]]

Oluschinski: Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Kunststoffbauteil, Dimensionierung FORCETOC ==Allgemeines== Für den Konstrukteur von E…“

2017-08-14T12:24:16Z

Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Kunststoffbauteil, Dimensionierung __FORCETOC__ ==Allgemeines== Für den Konstrukteur von E…“

Neue Seite

{{PSM_Infobox}}
Kunststoffbauteil, Dimensionierung
__FORCETOC__
==Allgemeines==
Für den Konstrukteur von Erzeugnissen aus [[Kunststoffe]]n besteht in zunehmenden Maße die Aufgabe darin, die Werkstoffauswahl, die Dimensionierung und Konstruktion sowie die Gestaltung von Bauteilen mit wissenschaftlich begründeten, kunststoffspezifischen Arbeitsmethoden durchzuführen.

==Festigkeits- und Verformungsnachweis==

Die gegenwärtige Vorgehensweise bei der Dimensionierung von Bauteilen aus Kunststoffen ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Festlegung der beanspruchten Querschnitte und ihrer Geometrie zulässige Spannungen σzul oder zulässige Verformungen εzul als Entscheidungskriterien dienen. Dabei wird der in der Regel [[Mehrachsiger Spannungszustand|mehrachsige Spannungszustand]] der Konstruktion mit Hilfe einer Vergleichsspannungshypothese mit einer zulässigen werkstoffabhängigen Spannung verglichen [1–3].
Diese zulässige Spannung ergibt sich z. B. bei der Dimensionierung gegenüber der [[Streckspannung]] σy zu
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>\sigma_{zul}\,=\,\frac{\sigma_y}{p}</math>
|}

worin p einen Sicherheitsbeiwert darstellt, der Unsicherheiten in den Werkstoffeigenschaften, z. B. Chargeneinflüsse sowie Unzulänglichkeiten in den Berechnungsverfahren (Lastannahmen u. ä., Gefährdung von Menschen und Eigentum), enthält. Bei der Dimensionierung gegenüber der Dehnung ist eine analoge Vorgehensweise möglich. Unter Berücksichtigung der bei der Konstruktion vorausgesetzten Anforderungen an die technologische Realisierung und ihre Kontrolle bei der Fertigungsüberwachung wird dann die Ausführung der Konstruktion möglich, wobei Aspekte der [[Zähigkeit]] hier nicht berücksichtigt werden. Diese Vorgehensweise wird im linken Teil des '''Bildes''' schematisch dargestellt.

[[Datei:ku_bauteile_dim_bild.jpg|600px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild''':
|width="600px" |Schema zur Bewertung der Zähigkeitseigenschaften von Erzeugnissen aus [[Kunststoffe]]n
|}

==Zähigkeitsnachweis==

Die ersten Ansätze zur Berücksichtigung von Gesichtspunkten des Werkstoffversagens durch Sprödbruch (siehe [[Brucharten]]) bei der Dimensionierung existieren für die Zähigkeitsbewertung von Rohren [4–8]. Dabei liefert die Verwendung der [[Kerbschlagbiegeversuch|Kerbschlagzähigkeit]] acN zur Ermittlung der Bruchenergie keinen wesentlichen Fortschritt in der Aussagekraft [5, 6]. Der wichtigste Nachteil der Kerbschlagzähigkeit ist, dass es sich um eine integrale [[Kenngröße]] handelt und keine Spannungs- und Dehnungswerte angegeben werden können, d. h. Kerbschlagzähigkeitswerte gestatten nur eine qualitative Bewertung der Werkstoffe, denn die Übertragung der am [[Prüfkörper]] gewonnenen Ergebnisse auf Konstruktionen ist nicht möglich. Ein zusätzliches Problem ist mit den bei gefüllten und [[Kurzfaserverstärkte Verbundwerkstoffe|verstärkten Kunststoffen]] in Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen auftretenden Rissverzögerungsenergien (siehe: [[Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch]] und [[IKBV Typen von Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen]]) verbunden [5].

Da die [[Sprödbruchfördernde Faktoren|Sprödbruchempfindlichkeit]] neben dem Spannungszustand auch durch die Temperatur und die [[Prüfgeschwindigkeit|Beanspruchungsgeschwindigkeit]] beeinflusst wird und der Sprödbruch (siehe: [[Brucharten]]) im [[elastische Deformation|elastischen]] und [[viskoelastisches Werkstoffverhalten|viskoelastischen]] Bereich erfolgt, sind Vorstellungen entwickelt worden, um die Eigenschaftsänderungen abzuschätzen, die bei den infolge von [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe|Schlag]] oder Stoß auftretenden hohen Dehngeschwindigkeiten (siehe [[Dehnrate Grundlagen]]) in den elastischen Kenngrößen [[Elastizitätsmodul|E]] und G zu erwarten sind. Dies wird mit Hilfe des [[Zeit-Temperatur-Verschiebungsgesetz]]es [9] realisiert. Dieses Gesetz beinhaltet eine Korrelation zwischen der Beanspruchungszeit und -temperatur und gestattet es, die bei definierten Temperaturen oder Beanspruchungszeiten gewonnenen Messwerte auf andere Zeiten und Temperaturen zu übertragen.

Diese Arbeitsweise ermöglicht dann z. B. aus der Dehnungsgeschwindigkeit dε/dt (siehe [[Dehnrate Applikationen]]) unter Berücksichtigung der durch die [[Geschwindigkeit]] bedingten Verschiebung der Elastizitätsmodul-Temperatur-Kurve, die Belastungsgeschwindigkeit dσ/dt zu ermitteln und mit Belastungsgeschwindigkeiten zu vergleichen, wie sie z. B. im [[Durchstoßversuch|Fallversuch]] auftreten. Auf diese Weise ist es möglich, die für die Beurteilung der Sprödbruchanfälligkeit (siehe [[Sprödbruchfördernde Faktoren]]) zur Verfügung stehenden Informationen besser auszuschöpfen.

==Sprödbruchsicherheitsnachweis mit bruchmechanischen Kenngrößen==

Ein in Analogie zum Festigkeits- oder Verformungsnachweis durchführbarer Sprödbruchsicherheitsnachweis ist mit Hilfe der Konzepte der [[Bruchmechanik]] möglich. Für die funktions- oder fertigungsbedingten [[Kerb]]en (Nuten, Querschnittsänderungen usw.) im Formteil (siehe: [[Formmasse]]) ist aus der zu erwartenden Belastung mit Hilfe der FEM [10] ein [[Bruchmechanik|Spannungsintensitätsfaktor]] [11] bzw. bei größeren plastischen Verformungen, wie sie i. Allg. bei Kunststoffen auftreten, ein [[J-Integral Auswertemethoden|J-Wert]] durch numerische Integration zu berechnen. Dieser Spannungsintensitätsfaktor bzw. J-Wert muss kleiner sein als der zulässige Spannungsintensitätsfaktor KIzul bzw. der zulässige Wert JIzul. Die zulässigen Kennwerte für die [[Zähigkeit]] berechnen sich aus den ermittelten geometrieunabhängigen Werkstoffkennwerten KId und JId (siehe [[Geometriekriterium]]) nach den Gleichungen
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>K_{Izul}\,=\,\frac{K_{Id}}{q_1}</math> 
|}
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>J_{Izul}\,=\,\frac{J_{Id}}{q_2}</math>
|}

worin q1 und q2 Sicherheitsbeiwerte darstellen, welche die Unsicherheiten in der Modellbildung und in den Werkstoffeigenschaften berücksichtigen [4].

Zur Gewährleistung einer hohen technischen Sicherheit und Zuverlässigkeit werden bei der Werkstoffauswahl und Dimensionierung auf Grund des elastisch-plastischen Bruchverhaltens in verstärktem Maße Auswertemethoden der [[Fließbruchmechanik]] (FBM) Anwendung finden.

==Übertragbarkeit Prüfkörper – Bauteil==

Trotz des allgemein anerkannten Wissenstandes zur Übertragbarkeit der an kleinen [[Prüfkörper]]n (Standardprüfkörpern) ermittelten geometrieunabhängigen bruchmechanischen Kennwerte [5, 6, 12] sind weiterführende Untersuchungen zur Bewertung des Bruchverhaltens (siehe [[Geometriekriterium]]) von Halbzeugen und Fertigteilen erforderlich, um die Aussagefähigkeit der Versagenskonzepte der [[Fließbruchmechanik]] zu bestätigen.

'''Literaturhinweise'''
{|
|-valign="Top"
|[1]
|Erhard, G.: Konstruieren mit Kunststoffen, Carl Hanser Verlag, München Wien (1993) 1. Ausgabe, S. 99–108 (ISBN 3-446-17397-8; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 33)
|-valign="Top"
|[2]
|Ehrenstein, G. W.: Mit Kunststoffen konstruieren – Eine Einführung. Carl Hanser Verlag, München Wien (2007) (ISBN 978-3-446-41322-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 42)
|-valign="Top"
|[3]
|Michaeli, W.; Brinkmann, T.; Lessenich-Henkys, V.: Kunststoff-Bauteile werkstoffgerecht konstruieren. Carl Hanser Verlag, München Wien (1995)
|-valign="Top"
|[4]
|May, M.; Hoffmann, H.; Grellmann, W.: Anwendungen der dynamischen Bruchzähigkeit zur Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften. Plaste und Kautschuk 31 (1984) 1, S. 26–30
|-valign="Top"
|[5]
|Grellmann, W.: Bewertung der Zähigkeitseigenschaften durch bruchmechanische Kennwerte. In: Schmiedel, H. (Hrsg.): Handbuch der Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München Wien (1992) 139–183, (ISBN 978-3446163362; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 3)
|-valign="Top"
|[6]
|Grellmann, W.; [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymers. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001) (ISBN 978-3540412472; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 7)
|-valign="Top"
|[7]
|Jungbluth, M.: Untersuchungen zum Verformungs- und Bruchverhalten von PVC-Werkstoffen. Dissertation, TH Leuna-Merseburg (1987) (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-1)
|-valign="Top"
|[8]
|Brown, N.; Lu, X.: The Dependence of Rapid Crack Propagation in Polyethylene Pipes on the Plane Stress Fracture Energy of the Resin. Polymer Engng. and Science 41 (2001) 1140–1145
|-valign="Top"
|[9]
|Menges, G.; Schlüter, H.; Jonas, R.: Ermittlung von Werkstoff- sowie Festigkeitskennzahlen für die Konstruktion und Dimensionierung von spritzgegossenen Kunststofferzeugnissen. Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen Nr. 2892 Köln/Opladen, Westdeutscher Verlag, 1979
|-valign="Top"
|[10]
|Rossmanith, H. P. (Hrsg.): Finite Elemente in der Bruchmechanik. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1982)
|-valign="Top"
|[11]
|Tada, H.; Paris, P. C.; Irwin, G. R.: The Stress Analysis of Cracks Handbook. 3th Ed., ASME Press, New York (2000)
|-valign="Top"
|[12]
|Grellmann, W.; Seidler, S.; Lach, R.: Geometrieunabhängige bruchmechanische Werkstoffkenngrößen – Voraussetzung für die Zähigkeitscharakterisierung von Kunststoffen. Materialwissenschaften und Werkstofftechnik 32 (2001) S. 552–561
|}

[[Kategorie:Schadensanalyse]]