108 Fachbegriffe für Kohlenstofffasern und ihre Verbundwerkstoffe – Teil 2
2024-06-12 13:47
Hybridverbindung:Die Methode der Kombination von Kleben und mechanischer Verbindung.
Aushärtung:Der Prozess, bei dem Harz durch Erhitzen oder mit Härtungsmitteln eine Vernetzungsreaktion durchläuft und sich von weichem zu hartem, verfestigtem Material wandelt.
Mitbehandlung:Das Verfahren zum Verbinden zweier Kohlenstofffaser-Verbundbauteile durch gleichzeitiges Aushärten.
Aushärtungstemperatur:Die Temperatur, bei der die Aushärtungsreaktion stattfindet.
Niedertemperaturhärtung:Bezieht sich im Allgemeinen auf die Aushärtung bei 60–80 °C.
Mitteltemperaturhärtung:Bezieht sich im Allgemeinen auf das Aushärten bei 120–130 °C.
Hochtemperaturhärtung:Bezieht sich im Allgemeinen auf die Aushärtung über 150 °C.
Altern:Der Prozess, bei dem Polymermaterialien aufgrund der kombinierten Auswirkungen von Umweltfaktoren wie Hitze, Sauerstoff, Wasser, Licht, Mikroorganismen und chemischen Medien eine Reihe von Änderungen ihrer chemischen Zusammensetzung und Struktur erfahren. Diese Änderungen können zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften wie Verhärtung, Klebrigkeit, Sprödigkeit, Verfärbung und Festigkeitsverlust führen.
Laminierung:Der Prozess des schichtweisen Stapelns von Verbundwerkstoffen aus unidirektionalen Platten.
Strukturbauteil:Ein Bauteil das zur Aufnahme von Lasten dient, wird als Strukturbauteil bezeichnet.
Laminieren:Die grundlegende Struktureinheit von Endlosfaser-Verbundwerkstoffen.
Laminierte Platte:Eine Verbundplatte, die durch das schichtweise Übereinanderstapeln von Laminatplatten entsteht.
Schichtwinkel:Der Winkel zwischen der unidirektionalen Faserschichtrichtung und der Hauptachsenrichtung des Verbundmaterials.
Schichtanteil:Das Verhältnis der Anzahl der Faserlagen in einer bestimmten Richtung zur Gesamtanzahl der Lagen.
Versteifte Platte:Bei der Konstruktion werden Versteifungsrippen senkrecht zur Platte eingesetzt, um die Tragfähigkeit der Platte und der Gesamtstruktur zu erhöhen. Versteifungsrippen und Platten können Teil einer integralen Struktur sein oder durch Kleben oder Schweißen verbunden werden.
Glasübergangstemperatur:Die Temperatur, die dem Übergang vom hochelastischen Zustand in den glasartigen Zustand oder umgekehrt entspricht.
Schnittstelle:Bezieht sich im Allgemeinen auf den Bindungsbereich zwischen Kohlenstofffaser und Matrix.
Delamination:Das Phänomen, dass sich Schichten aufgrund schwacher interlaminarer Festigkeit trennen, wenn eine laminierte Platte einer Kraft ausgesetzt wird.
Vakuumbeutelformen:Ein Formungsverfahren, bei dem mithilfe einer Plastiktüte Flüssigkeitsdruck ausgeübt wird, um einen verstärkten Kunststoff zwischen einer starren Form und einer elastischen Tüte gleichmäßig zu verpressen und so das Teil zu formen.
Autoklav:Ein zylindrischer Druckbehälter, der üblicherweise verwendet wird, um die notwendige Wärme und den Druck zum Verdichten und Aushärten von Teilen aus modernen Verbundwerkstoffen bereitzustellen.
Formpressen:Dabei wird faseriger Kunststoff bei Formtemperatur in eine Formhöhle gegeben, die Form anschließend geschlossen und Druck ausgeübt, um den Kunststoff zu formen und auszuhärten.
RTM:Resin Transfer Molding (RTM) ist ein Formverfahren, bei dem Harz in eine Form übertragen wird, um kostengünstig moderne Verbundwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt herzustellen.
Nasspressverfahren:Ein Formverfahren, bei dem Harz auf die Oberfläche geschichteter Fasern gesprüht, in eine Form gegeben und die Form an eine Presse gesendet wird. Das Harz imprägniert die Fasern und härtet durch Schließen der Form aus.
Handlaminat-Formverfahren:Bei diesem Verfahren, das auch als Kontaktformen bezeichnet wird, werden abwechselnd Schichten aus Kohlefasergewebe und Harz manuell auf eine Form aufgebracht, die dann ausgehärtet wird, um Kohlefaserprodukte herzustellen.
Filamentwicklung:Ein Verfahren, bei dem mit Harz imprägnierte Endlosfasern (oder Gewebebänder, Prepreg-Garne) nach einem bestimmten Muster auf einen Dorn gewickelt, anschließend ausgehärtet und entformt werden, um das Produkt zu erhalten.
Pultrusionsformen:Ein Verfahren, bei dem Endlosfasern oder deren Gewebe mit Harz imprägniert und dann durch eine beheizte Formdüse geführt werden, um das Harz auszuhärten und so Verbundprofile herzustellen.
SMC:Sheet Molding Compound, ein Zwischenmaterial in Verbundwerkstoffen, hauptsächlich hergestellt aus SMC-spezifischem Garn, ungesättigtem Harz, schrumpfarmen Additiven, Füllstoffen und verschiedenen Zusatzstoffen.
BMC:Bulk Molding Compound, ein halbtrockenes Verfahren zur Herstellung glasfaserverstärkter duroplastischer Produkte.
Gelcoat:Eine Oberflächenbeschichtung aus Verbundmaterial, die durch Zugabe von Pigmenten und Thixotropiermitteln zu ungesättigtem Polyester (UP) entsteht und zum Färben und Erzeugen thixotroper Eigenschaften verwendet wird.
Harzarmer Bereich:Das Phänomen, bei dem das Verhältnis von Harz zu Fasern unausgewogen ist, was zu harzarmen Bereichen führt. Starker Harzmangel legt die Fasern frei, wodurch sie keine integrierte Struktur bilden und nicht durch die Harzmatrix geschützt werden können. Dies beeinträchtigt die Tragfähigkeit und strukturelle Integrität des Verbundmaterials.
Hauptachse:Die Hauptfaserrichtung in Verbundwerkstoffen.
Außerhalb der Achse:Richtungen in zusammengesetzten Elementen, die einen Winkel mit der Hauptachse bilden.
Spannungs-Dehnungskurve:Eine Kurve, die die Verformung eines Materials unter Spannung darstellt, wobei die Dehnung die horizontale Koordinate und die angewandte Spannung die vertikale Koordinate ist.
Mikromechanik:Eine Methode zur Analyse der Eigenschaften und Grenzflächenbedingungen von Kohlenstofffasern und Harz in Verbundwerkstoffen.
Makromechanik:Eine Methode in der Verbundwerkstoffmechanik, die zur Analyse die Theorie laminierter Platten verwendet und dabei die Fasern und die Harzmatrix als Ganzes behandelt, ohne Unterscheidung innerhalb der einzelnen Schichten.
Ausfallkriterium:Ein Standard, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob ein Verbundmaterial versagt hat.
Verbleibender Stress:Selbstausgleichende innere Spannung, die in einem Material nach dem Entfernen externer Kräfte oder ungleichmäßiger Temperaturfelder verbleibt.
Sicherheitsfaktor:Ein Koeffizient, der in der Konstruktionsplanung verwendet wird, um das Sicherheitsniveau einer Struktur auszudrücken. Bei der Bestimmung des Sicherheitsfaktors müssen verschiedene Unsicherheiten berücksichtigt werden, wie z. B. Belastung, mechanische Materialeigenschaften, Unterschiede zwischen Testwerten und Konstruktionswerten, Berechnungsmodelle und Konstruktionsqualität.
Zulässiger Wert:Ein charakteristischer Wert der mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen mit einem bestimmten Vertrauensniveau und einer bestimmten Zuverlässigkeit, der aus Stichprobentestdaten und statistischer Analyse unter festgelegten Belastungsarten und Umgebungsbedingungen ermittelt wird.
A-Basiswert:Ein Grenzwert für mechanische Eigenschaften, bei dem 99 % der Leistung mit 95 %iger Sicherheit über diesem Wert liegen.
B-Basiswert:Ein Grenzwert für mechanische Eigenschaften, bei dem 90 % der Leistung mit 95-prozentiger Sicherheit über diesem Wert liegen.
S-Basiswert:Ein mechanischer Eigenschaftswert, der normalerweise durch entsprechende gesetzliche Vorschriften als Mindestwert für Materialien festgelegt ist.
Typischer Wert:Der Durchschnittswert aus gültigen Testergebnissen von mindestens fünf Proben.
Interlaminare Scherung:Die Kraft, die zwischen den Schichten laminierter Verbundwerkstoffe wirkt und Spannungen entlang der Schnittstelle verursacht. Die maximale Scherspannung, der Verbundwerkstoffe entlang der interlaminaren Richtung standhalten können, wird als interlaminare Scherfestigkeit bezeichnet und normalerweise zur Bewertung der Bindungsstärke zwischen Fasern und Matrix verwendet.
Schadenstoleranz:Die Fähigkeit einer Struktur, Defekten, Rissen, Verschleiß und Schäden durch Fremdkörper innerhalb eines festgelegten Wartungszyklus zu widerstehen.
Bausteinvalidierung:Eine risiko- und kostensparende Konstruktions- und Validierungstechnologie für Verbundstrukturen, die Tests und Analysen kombiniert und dabei schrittweise Probengröße, Testmaßstab und Umgebungskomplexität erhöht, während die Menge reduziert wird, und die Ergebnisse einer Phase zur Unterstützung der nächsten Phase nutzt.
Probe:Ein kleines Teststück aus laminierter Platte, das zur Ermittlung der Eigenschaften von Grundschichten, laminierten Platten oder allgemeinen Strukturen verwendet wird.
Element:Ein gemeinsamer Teil einer komplexen Struktur, wie etwa Außenhäute, Stringer und Scherstege.
Montage:Eine größere dreidimensionale Struktur, die einen Teil der Gesamtstruktur darstellen kann, beispielsweise Balkenabschnitte, Wandpaneele und Flügelkästen.
Simulation:Bei dieser Methode werden Schäden und Verformungen von Verbundbauteilen mithilfe der Finite-Elemente-Analyse am Computer berechnet.
Schadensresistenz:Ein Parameter, der die Widerstandsfähigkeit von Standardverbundwerkstoffen gegen Schadensausbreitung angibt.
C/C-Verbundwerkstoff:Mit Kohlenstofffasern verstärkte Kohlenstoffmatrix-Verbundwerkstoffe.
Stoßschäden:Schäden, die in Verbundwerkstoffen durch Stoßbelastungen entstehen.