Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3712
Main Title: Ein Beitrag zur Modellierung des Zeitstandverhaltens von Faserverbundwerkstoffen im Hinblick auf die Anwendung an Hochdruckspeichern
Translated Title: A contribution to the modelling of the creep rupture behaviour of carbon fiber reinforced plastics using the example of high pressure accumulators
Author(s): Schulz, Michael
Advisor(s): Thorbeck, Jürgen
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Neben den vielen Vorteilen, die Faserverbundwerkstoffe haben, wie hohe Steifigkeit und Festigkeit, existiert bei diesen Werkstoffen Zeitstandversagen. Das Ziel der nachfolgenden Arbeit war die Untersuchung und Modellierung des zeitabhängigen Materialverhaltens eines typischen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffes (T700 Fasern und LY564 Harzsystem). Um das Ziel zu erreichen, wurden zunächst Kriech-Bruch-Versuche an Reinharzproben vorgenommen. Um das Verhalten mathematisch zu beschreiben, wurde eine Ansatzfunktion an die Messergebnisse angepasst. Um daraus das zeitabhängige Verhalten des Laminats bestimmen zu können, wurde die Mischungsregel nach Puck/Förster angewendet. Durch Verwendung der klassischen Laminattheorie konnte anschließend die Verformung über die Zeit für verschiedene Lasten und Temperaturen bestimmt werden. Um die Lebensdauer zu berechnen wurde die Monkman Grant Beziehung verwendet. Diese setzt die Minimumdehnrate und die Lebensdauer in ein Verhältnis. Um dies zu simulieren, wurden die Puckschen Fehlerkriterien verwendet. Berechnete Minimumdehnraten und Lebensdauern wurden mit Messergebnissen für einachsig belastete Proben verglichen, die eine Faserorientierung von 0°, +/-45° und 90° aufwiesen. Weiterhin wurde eine Monte Carlo Analyse eingeführt, um die Streuung der Lebensdauer zu bestimmen.
Besides a lot of advantages like high strength and stiffness, carbon fibre reinforced plastics (CFRP) suffer from static fatigue. The aim of the following work was to assess the time dependent behavior of a typical CFRP material system (T700 carbon fiber and LY564 resin). To reach this aim creep rupture tests of the resin were carried out. To describe the behavior a derived trial function was used. To derive the time dependent behavior for the laminate out of the function for the resin, the rule of mixture of Puck/Förster was used. Also assessed was the stiffness degradation of the resin due to micro cracking and humidity. By using the classical laminate theory and the given time dependent material law for the laminate the deformation over the time can be calculated for different temperatures and loads. The dependence of strain rate and lifetime was simulated by using the Puck failure criteria. In that way the lifetime can be derived out of the previous calculated strain rate. The calculated strain rates and lifetimes were compared to measured strain rates and lifetimes on uni-axial loaded specimens with 0°, +/-45° and 90° fiber orientation. To reflect the spread a Monte Carlo simulation was introduced.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-40137
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4009
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3712
Exam Date: 29-Aug-2012
Issue Date: 31-Jul-2013
Date Available: 31-Jul-2013
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Faserverstärkte Kunststoffe
Monkman Grant
Monte Carlo
Zeitstandverhalten
Composite
Creep
Monkman Grant
Monte Carlo
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 5 Verkehrs- und Maschinensysteme » Institut für Luft- und Raumfahrt » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
schulz_michael.pdf18.53 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.