Geschäftsfeld Verkehr

Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI

Faserorientierung beim Spritzgussverfahren

Charakterisierung und Modellierung von Kunststoffen unter dynamischer Belastung

Die Bedeutung von Kunststoffen im Automobil sowie in der Luft- und Raumfahrt nimmt stetig zu. Für die Vorhersage der mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen unter Crash oder Impakt sind numerische Simulationen besonders nützlich. Solche Simulationen benötigen geeignete Materialmodelle, die aus experimentellen Untersuchungen abgeleitet werden können. Am Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst- Mach-Institut, EMI, steht eine Vielzahl experimenteller Einrichtungen (z. B. eine Crash-Anlage für Komponententests) und Messtechniken (z. B. optische Deformations- analyse) zur Verfügung, um das Werkstoffverhalten bis zu Dehnraten von 1000 1/s und höher zu charakterisieren. Die Daten aus solchen Experimenten erlauben die Kalibrierung von Materialmodellen in kommerziellen FE-Codes, aber auch die Entwicklung neuer theoretischer Beschreibungen. Bei unverstärkten Kunststoffen liegt besonderes Augenmerk auf dem Einfluss der Temperatur und der Dehnrate auf das elastisch-plastische Verhalten sowie auf das Versagen. Bei faserverstärkten Kunststoffen ist zusätzlich das anisotrope Verhalten zu berücksichtigen.

Faserverstärkte Kunststoffe

Bruchfläche nach Zugversuch
Einfluss des Fasergehaltes

Unverstärkte Kunststoffe

Einfluss der Dehnrate
Impaktsimulation eines Handschuhkastendeckels

Optische Deformationsanalyse

Einfluss des Auswertebereichs
Grauwertkorrelation
Optische Deformationsanalyse in 3-D

Auswahl experimenteller Einrichtungen

Split-Hopkinson-Bar
Große Crashanlage
Servohydraulische Prüfmaschinen