Dissertation Florian Becker
Entwicklung einer Beschreibungsmethodik für das mechanische Verhalten unverstärkter Thermoplaste bei hohen Deformationsgeschwindigkeiten
Ziel dieser Arbeit ist es, eine konsistente Vorgehensweise für die Beschreibung der mechanischen Eigenschaften von Thermoplasten unter hohen Prüfgeschwindigkeiten zu erarbeiten. Zu Beginn steht die Beschreibung einer Prüfmethodik. Hierzu werden auf Basis gebräuchlicher Probekörper neue Geometrien für Zug und Schub-belastung entwickelt. Im Anschluss werden die relevanten physikalischen Messgrößen definiert und deren Interpretation hinsichtlich der Bestimmung der Materialeigenschaften analysiert. Dannach werden mit den neu entwickelten Versuchsmethoden Zugund Schubversuche an einem PC-ABS-Blend durchgeführt. Mit diesen Versuche werden die Ansätze von Cowper-Symonds, G’Sell-Jonas und Johnson-Cook hinsichtlich der Abbildungsgüte von dehnraten und dehnungs-abhängigem Verhalten im Zug und Schubversuch untersucht. Auf Basis des Ansatzes von G’Sell-Jonas wird ein neues Modell entwickelt, dass eine exaktere Beschreibung des Verfestigungsverhaltens im gesamten Deformationsbereich ermöglicht.
The aim of this project is to develop a consistent characterisation method to describe the mechanical behaviour of thermoplastic materials at high test velocities. At the beginning a testing method is developed. On the basis of conventional test specimens new adapted geometries of specimens for tension and shear load are designed. Also the determination of physical properties and its interpretation regarding to the characteristic mechanical behaviour of the material is analysed. In the next step a PC-ABS-blend is characterised. Therefore material tests are carried out at tension and shear load. From the test results the known models of Cowper-Symonds, G’Sell-Jonas and Johnson-Cook are evaluated regarding to of the prediction of the strain and strain rate dependency. On the basis of the model of G’Sell-Jonas a new approach is developed. This new model can describe the mechanical behaviour of the material with higher accuracy in the whole deformation range.