Faserverbund-Kunststoffe

VORWORT ZUR 2. AUFLAGE

INHALTSVERZEICHNIS

Normen und Richtlinien im Text

Weitere Normen und Richtlinien

Liste der verwendeten Formelzeichen

Liste der verwendeten Abkürzungen

1 VORBEMERKUNGEN

1.1 Besonderheiten

1.2 Wirtschaftliche Entwicklung

1.3 Besonderheiten der FVK als Konstruktionswerkstoff

1.3.1 Allgemeine Hinweise

1.3.2 Luftfahrt

1.3.3 Maschinenbau

1.4 Historische Entwicklung

1.5 Bezeichnungen

2 VERSTÄRKUNGSFASERN

2.1 Glasfasern

2.2 Aramidfasern

2.3 Kohlenstoff-Fasern

2.4 Naturfasern

2.5 Fasern im Vergleich

3 MATRIX

3.1 Aufgabe der Matrix und die Matrixarten

3.2 Reaktionsharze

3.2.1 Ungesättigtes Polyesterharz (UP-Harz)

3.2.2 Vinylesterharz (VE-Harz)

3.2.3 Epoxidharz (EP-Harz)

3.2.4 Phenolharze (PF-Harz)

3.3 Merkmale der Härtung von Reaktionsharzen

3.3.1 Exothermie, Viskositätserhöhung und Volumenveränderung

3.3.2 Darstellung des Härtungsvorgangs im TTT-Diagramm

3.3.3 Aushärtung und Aushärtegrad

3.4 Thermoplaste

3.4.1 Kurzfaserverstärkte Thermoplaste

3.4.2 Langfaserverstärkte Thermoplaste

3.5 Faser-Matrix-Haftung

3.5.1 Textilglasfasern

3.5.2 Kohlenstoff-Fasern

3.5.3 Aramidfasern

3.5.4 Naturfasern

Zusammenfassung (Kap. 3.5)

4 FASERN IM VERBUND

4.1 Bedingungen für die Verstärkungswirkung (nach Puck)

4.2 Beanspruchung in Richtung der Fasern

4.2.1 Endlose Fasern

4.2.2 Kurze Fasern

4.3 Beanspruchung senkrecht zur Faser

4.3.1 Dehnungsvergrößerung und Querrißbildung

4.3.2 Quer-Elastizitäts-Modul der Faser

4.3.3 Schubbeanspruchung parallel und senkrecht zur Faser

4.4 Interlaminare Rißzähigkeit

4.5 Thermische Eigenschaften

4.6 Wirkung der Faserverstärkung

4.6.1 Das "Knie" im Spannungs-Dehnungs-Diagramm

4.6.2 Festigkeit

4.6.3 Steifigkeit (E-Modul)

4.6.4 Versagensverhalten

5 VERARBEITUNG

5.1 Verarbeitung von Halbzeug

5.1.1 Halbzeuge mit duroplastischer Matrix

5.1.2 Halbzeuge mit thermoplastischer Matrix

5.2 Verarbeitung von faserverstärkten Reaktions-(Gieß-)harzen

5.2.1 Manuelle Verfahren

5.2.2 Teilautomatisierte/ -mechanisierte Verfahren

5.2.3 Vollautomatisierte Verarbeitungs-Verfahren

5.2.4 Kontinuierliche Verfahren

5.2.5 Sonderverfahren

5.2.6 Feinschichten

5.3 Verarbeiten von Verbunden mit thermoplastischer Matrix

5.3.1 GMT-Herstellung

5.3.2 LFT

5.4 Spezielle Verarbeitungsverfahren für Epoxidharze

5.4.1 Elektrotechnik

5.4.2 Elektronik

5.4.3 Fertigungsmittelbau

5.5 Nachbearbeiten

5.5.1 Spanende Bearbeitung

5.5.2 Lackieren von SMC-Formteilen

5.6 Recycling

5.6.1 Stoffliche Wiederverwertung

5.6.2 Verbrennung

5.6.3 Chemische Verwertung

5.6.4 Organisation

5.7 Arbeits- und Gesundheitsschutz

5.7.1 Arbeitsplatzgrenzwert (AGW)

5.7.2 Biologischer Grenzwert

5.7.3 Einzelne Komponenten

6 MECHANISCHE PRÜFUNG

6.1 Besonderheiten des Verformungsverhaltens der UD-Schicht

6.1.1 Rißbildung

6.1.2 Orthotrope Laminate

6.2 Statische Belastung des Laminates

6.2.1 Zug

6.2.2 Zug der UD-Schicht (NOL-Ring)

6.2.3 Druck

6.2.4 Schub

6.2.5 Biegung

6.3 Statisches Langzeit-Verhalten

6.4 Dynamische Belastung

6.4.1 Wöhlerkurven

6.4.2 Hysteresis-Meßverfahren

6.5 Prüfung

6.5.1 Herstellung und Vorbehandlung der Probekörper

6.5.2 Anzahl der Probekörper

6.5.3 Bestimmung des Fasergehaltes

7 AUSLEGUNG VON MEHRSCHICHTVERBUNDEN

7.1 Einzelschicht (ES)

7.1.1 Hookesches Gesetz bei ebenem Spannungszustand

7.1.2 Unidirektional verstärkte Schicht (UD-Schicht)

7.1.3 Wärmeausdehnungskoeffizient der UD-Schicht

7.1.4 Richtungsabhängigkeit der UD-Schicht-Kenngrößen

7.2 Klassische Laminattheorie

7.3 Ausgeglichener Winkelverbund (AWV)

7.3.1 Wärmeausdehnungskoeffizienten des ausgeglichenen Winkelverbundes (AWV)

7.3.2 Kreuzverbund (KV)

7.4 Gewebeschicht

7.5 Wirrfaserschicht

7.5.1 Steifigkeit

7.5.2 Wärmeausdehnungskoeffizient der Wirrfaserschicht

7.6 Festigkeitsprobleme bei Mehrschichtverbunden

7.6.1 Festigkeit einer UD-Schicht

7.6.2 Schichtenweise Analyse von Mehrschichtverbunden

7.6.3 Eigenspannungen in Mehrschichtverbunden

8 TABELLEN

9 LITERATUR

10 STICHWORTVERZEICHNIS