Wirr oder doch orientiert? - Der Einfluss der Faserorientierung und -verteilung

Ziel Deiner Arbeit wird es sein, eine Methodik zu entwickeln, reale Faserverteilung in ein mikromechanisches Simulationsmodell zu überführen.

Berücksichtigung der realen Faserverteilung aus MikroCT-Aufnahmen | Bild: IKV

Die Verbreitung kurzfaserverstärkter Thermoplaste nimmt aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften bei geringer Dichte immer weiter zu. Vor allem die wirtschaftliche Verarbeitung im Spritzgießverfahren und die guten gewichtsspezifischen mechanischen Eigenschaften erlauben es zudem, kurzfaserverstärkte Kunststoffe als Konstruktionswerkstoff für anspruchsvolle Bauteile zu nutzen. Dies führt dazu, dass die Automobil und Luft- und Raumfahrtindustrie wichtige Entwicklungstreiber sind.

Das mechanische Verhalten kurzfaserverstärkter Kunststoffe hängt im Wesentlichen von den Faser- als auch von den Matrixeigenschaften ab. Insbesondere bei wechselnden dynamisch-zyklischen Belastungen sind die Interaktionen der beiden Phasen für den Schädigungsverlauf von großer Bedeutung. Dabei hat die vom Spritzgießprozess und Formteilgeometrie abhängige Faserorientierung einen großen Einfluss auf die Steifigkeitsverteilung und somit den Kraftflussverlauf im Werkstoff.

Ziel Deiner Arbeit wird es sein, eine Methodik zu entwickeln, die reale Faserverteilung aus MikroCT-Aufnahmen und Spritzgießsimulationen in ein mikromechanisches Simulationsmodell zu überführen. Dabei stehen Dir neben einer Reihe von Messmethoden auch ein modulares repräsentatives Volumenelement (RVE) als Basismodell für die Simulation zur Verfügung.

Wenn Du Interesse an einer gut betreuten Arbeit mit hoher Industrierelevanz hast, melde Dich einfach bei mir. Der Umfang der Arbeit wird individuell abgestimmt.

Ansprechpartner
Hakan Çelik, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28357
E-Mail: hakan.celik@ikv.rwth-aachen.de