Forschung und Entwicklung : Sichere Methode: Fraunhofer berechnet Kunststoff-Lebensdauer
Kurzfaserverstärkte Thermoplaste spielen im Automobilsektor eine zunehmend wichtigere Rolle. Bislang wird die Ermüdung von Bauteilen aus solchen Werkstoffen meist angelehnt an die eingeführten Methoden aus dem Bereich metallischer Werkstoffe bewertet. Ein abgesichertes, auf die Besonderheiten kurzfaserverstärkter Thermoplaste abgestimmtes Konzept besteht bisher nur in Ansätzen. Das betrifft besonders die adäquate Berücksichtigung der Einflüsse von Faserorientierung, Temperatur, überlagerter Kriechdeformation und anisotroper Kerbeinflüsse. Das Forschungsprojekt „Ermüdung kurzfaserverstärkter thermoplastischer Polymerwerkstoffe“ soll nun abgesicherte Berechnungsmodelle zur Bestimmung der Materialermüdung von kurzfaserverstärkten Thermoplasten liefern.
Untersuchung anhand von Laborproben und Bauteilversuchen
Die Wissenschaftler verfolgen dabei einen kombiniert experimentell-numerischen Lösungsweg. Im ersten Schritt untersuchen sie die grundlegenden Schädigungseffekte experimentell an Laborproben und ergänzen dies durch Bauteilversuche. Auf dieser Basis werden die Wissenschaftler ein Schädigungsmodell formulieren und in eine rein im Postprocessing zu verwendende Schadensakkumulationshypothese erarbeiten.
Zulieferindustrie im Projekt-Fokus
Das Thema des neu gestarteten Forschungsprojektes ist insbesondere für die durch KMU geprägte Zulieferindustrie von großer Bedeutung. Diese Unternehmen müssen in zunehmendem Maß die Produktverantwortung für die von ihnen gelieferten Bauteile übernehmen und dabei den mit Simulation verbundenen Aufwand gegen den Nutzen abwägen. Durch das Forschungsprojekt soll ihnen ein abgesichertes, handhabbares und zuverlässiges Werkzeug zur Abschätzung der Lebensdauer kurzfaserverstärkter Thermoplaste in die Hand gegeben werden. Es soll in einer mehrstufigen Formulierung für erste Auslegungen und aufwändigere, hochgenaue Analysen gleichermaßen geeignet sein.