Charakterisierung und Modellierung glasfaserverstärkter Thermoplaste unter dynamischen Lasten

Kunststoffe, die mit Langglasfasern verstärkt sind, besitzen neben ihren guten mechanischen Eigenschaften auch enormes Leichtbaupotenzial - bei gleichzeitig kostengünstigen Herstellungsprozessen. Im Automobilbau werden sie daher inzwischen häufig für große Bauteile eingesetzt, zum Beispiel als Strukturelemente für Instrumententafeln. Im Crash-Fall können bei solchen Komponenten starke Deformationen bis hin zum Versagen auftreten. Um solche Vorgänge prognosefähig in der numerischen Simulation abbilden zu können, sind entsprechende Materialmodelle nötig, die die komplexen mechanischen Eigenschaften der langglasfaserverstärkten Kunststoffe abbilden können. Kommerzielle Berechnungsprogramme für den Einsatz in der Crash-Simulation bieten gegenwärtig nicht die Möglichkeit, die genannten Phänomene und Abhängigkeiten beliebig zu kombinieren beziehungsweise gleichzeitig zu verwenden. In der vorliegenden Arbeit wird ein Materialmodell für ein langglasfaserverstärktes Polypropylen PP/LGF entwickelt, welches die für die Crash-Simulation dominierenden Materialeigenschaften mit hinreichender Genauigkeit abbilden soll. Dazu wird auch eine Vorgehensweise entwickelt, die sowohl die notwendigen Charakterisierungsexperimente als auch die Ableitung der Materialkonstanten des Materialmodells aus diesen Experimenten spezifiziert.