Voiko Pavsek

Bei schwingender Beanspruchung von kurzglasfaserverstärkten Thermoplasten werden Risse frühzeitig initiiert, und die Reißdehnung bestimmt die Lebensdauer. In dieser Arbeit wird die Ermüdungsrißausbreitung dieser Werkstoffe unter Berücksichtigung der Schädigungszone und der Energiedissipation an der Rißspitze untersucht. Zur Erfassung bruchmechanischer Kennwerte wurde das Hysteresis-Meßverfahren herangezogen. Die mechanische Dämpfung unterscheidet zwischen der Ausbreitung von kurzen und langen Rissen. Mit Hilfe der Thermographie läßt sich anhand eines in dieser Arbeit aufgestellten Modells eine charakteristische Größe für die energiedissipative Zone bestimmen. Faserauszug, Faserbruch, Ablösung der Marix von den Fasern und Matrixbruch stellen die energiedissipativen Bruchmechanismen dar.
Die Zugabe von Fasern bewirkt bei PBT eine Verringerung und bei SAN eine deutliche Verbesserung des Widerstandes gegen die Rißausbreitung, die sowohl durch die Einführung weiterer Bruchmechanismen als auch durch eine Vergrößerung der Schädigungszone erzielt wird. Bei PBT-GF und SAN-GF führt eine Erhöhung des Fasergehaltes, der Faserlänge, der Faserorientierung und eine verbesserte Faser/Matrix-Haftung zu einem höheren Widerstand gegen die Rißausbreitung. Die dynamische Verbundzähigkeit in Abhängigkeit von den strukturellen Parametern konnte mit Hilfe des Effizienzfaktors der Mikrostruktur beschrieben werden. Zur Beschreibung der Ermüdungsrißausbreitung unter Berücksichtigung der Schädigungszone wurde die Crack-Layer-Theorie herangezogen. Da die Ausbreitung von kurzen und langen Rissen beschrieben werden konnte, stellt diese Theorie einen vielversprechenden Ansatz zur verbesserten Lebensdauervorhersage dar.