Bewertung von mechanischen und thermischen Eigenschaften glasfaserverstärkter Polyamid-Werkstoffe unter besonderer Berücksichtigung des Alterungsverhaltens von Bauteilen in der Automobilindustrie

In der Dissertation wird das Alterungsverhalten von kurzglasfaserverstärkten PA6 GF-Werkstoffen bei künstlicher Alterung durch unterschiedliche Klimalagerungen untersucht. Die Charakterisierung der Alterung erfolgt durch gezielte Untersuchungen von mechanischen, thermischen und weiteren werkstoff-physikalischen Eigenschaften. Im spritztrockenen Zustand werden Korrelationen der Eigenschaften zum Herstellprozess und der spritzgießbedingten Glasfaserorientierung, der Prüfkörperdicke und dem Glasfasergehalt hergestellt. In verschiedenen Klimalagerungen wird das Alterungsverhalten in Abhängigkeit von der Prüfkörperdicke, vom Glasfasergehalt und in einzelnen Fällen von der Glasfaserorientierung analysiert. Dabei wird die Veränderung des Eigenschaftsniveaus den verschiedenen physikalischen und chemischen Alterungsprozessen zugeordnet. Die Anwendung der Alterungsauswirkungen in der Automobilindustrie erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird die Alterung in einem einfachen Modell durch Alterungsfaktoren abgebildet und unterstützt dabei einfache FEM-Simulationen. Im zweiten Schritt erfolgt die Anwendung durch eine integrative Simulation, in welcher die Füllsimulation mit einer strukturmechanischen Simulation verbunden wird. Weiter werden die Einflüsse der Alterung auf den Werkstoff in der strukturmechanischen Simulation berücksichtigt. Die Modellvalidierung beweist die Funktionalität im Vergleich zu den experimentellen Ergebnissen und ermöglicht damit den Einsatz des CAE-Werkzeugverbundes im industriellen Umfeld.