Engineering Design with Polymers and Polymer Matrix Composites

Abstract

Opportunities for structural components made of polymers and polymer matrix composites (PMC). Trends. Engineering design with polymers and PMC. Material properties. Production of PMC. Design with fibrous PMC: continuum theory, stability, long-term and fatigue behaviour. PC software for design with exercises.

Objective

Impart the basics to future material scientists, mechanical and civil engineers for the engineering design with polymers and fibrous polymer composites.

Content

1. Einführung 1.1 Rückblick 1.2 Gegenwart 1.3 Ausblick 1.4 Literaturverzeichnis 2. Bemessen von Bauteilen aus unverstärkten Kunststoffen und verstärkten mit willkürlicher Faseranordnung 2.1 Einsatzmöglichkeiten 2.2 Bemessen gegenüber ruhender Beanspruchung 2.21 Zug- und Druckbeanspruchung 2.22 Biegebeanspruchung 2.23 Zusammengesetzte Beanspruchungen 2.24 Knicken und Beulen 2.3 Bemessen gegenüber schwingender Beanspruchung 2.4 Bemessen gegenüber Sprödbruch 2.5 Beliebige Beanspruchungsgeschichte 2.6 Wärmespannungen 2.7 Chemische Beanspruchung 2.8 Literaturverzeichnis 3. Aufbau und Verarbeitung faserverstärkter Kunststoffe 3.1 Einleitung 3.2 Werkstoffe 3.21 Matrixwerkstoffe 3.22 Verstärkungsfasern 3.3 Verarbeitungsverfahren 3.31 Handauflegeverfahren 3.32 Faserspritzen 3.33 Niederdruckpressen 3.34 Hochdruckpressen 3.35 Strangziehen 3.36 Schleuderverfahren 3.37 Wickelverfahren 3.38 Roboter 3.39 Bemerkungen zum Formenbau 3.4 Literaturverzeichnis 4. Bemessen von faserverstärkten Kunststoffbauteilen 4.1 Vorbemerkungen 4.2 Die unidirektionale Schicht 4.21 Steifigkeiten der unidirektionalen Schicht 4.22 Thermische Eigenschaften der unidirektionalen Schicht 4.23 Bruchhypothesen für die unidirektionale Schicht 4.3 Regeln zum Gestalten von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen 4.4 Grundzüge der Netztheorie 4.41 Annahmen und Definitionen 4.42 Ermittlung der Kräfte in den Faserschichten 4.5 Grundzüge der Kontinuumstheorie 4.51 Annahmen und Definitionen 4.52 Elastizitätskonstanten des Mehrschichtenverbundes (MSV) 4.53 Verzerrungen und Krümmungen des Mehrschichtenverbundes (MSV) infolge mechanischer Beanspruchung 4.54 Berechnung der Spannungen in den Einzelschichten infolge mechanischer Beanspruchung 4.55 Verzerrungen und Krümmungen des Mehrschichtenverbundes infolge mechanischer und thermischer Beanspruchung 4.56 Berechnung der Spannungen in den Einzelschichten infolge mechanischer und thermischer Beanspruchung 4.57 Rechengang der Spannungsanalyse 4.58 Berücksichtigung der Nichtlinearität der Matrix 4.59 Spannungsnachweis 4.6 Schichtweise Bruchanalyse 4.7 Literaturverzeichnis

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