An advanced equipment for single-fibre pull-out test designed to monitor the fracture process
(1995)
A mathematical model for the description of the overall crystallization of polymers has been developed which separates the pure geometric spreading of the semicrystalline superstructures from the increasing crystallinity inside these entities. The model uses the Avrami theory for the geometric part and a freely optional function for the increasing local crystallinity. The two functions are combined by a mathematical procedure called convolution. The free option of the local crystallinity function enables this model to permit calculation of this function, which is not accessible to direct measurement. Thus with given Avrami parameters and measured values of the time-dependent overall crystallinity, this function of the local crystallinity (secondary crystallization function) can be calculated. The model has been applied to test data produced by computer simulations.
The effect of transcrystallinity in carbon fiber reinforced poly(p-phenylene sulfide (PPS) composites on the apparent shear strength was investigated with the single fiber pull-out test. Transcrystalline zones around the reinforcing fibers do not seem to improve the adhesion level significantly. Neighbor fibers hinder the formation of the transcrystalline zone and a ductile fracture behavior can be observed. However, the apparent strength level is slightly higher for composites containing such reinforcing neighbor fibers compared with single fiber composite samples. During annealing a brittle interface can be formed in the multifiber composite yielding a higher level of the apparent shear strength.
Fatigue Behaviour of High-Performance Fibre-Reinforced Composites with a Thermoplastic Matrix
(1990)
In der vorliegen Arbeit wird ein kurzglasfaserverstärktes Polyamid 6 unter zweiachsiger mechanischer Belastung charakterisiert. Die Analyse umfasst das einachsige und zweiachsige Ermüdungsverhalten unter Zug-, Torsions- und Zug-Torsionslast sowie die dabei auftretende charakteristische Mikroschädigungsentwicklung.
Zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens unter zweiachsiger Axial-Torsionslast kann das auf Ermüdungslasten angepasste, nicht-differenzierende Tsai-Hill-Kriterium angewendet werden.
Die Mikroschädigungsanalyse erfolgt begleitend zu den mechanischen Belastungsversuchen mit der zerstörungsfreien Prüfmethode der Röntgenrefraktionsanalyse. Durch fraktographische Analysen des Werkstoffes wird das qualitative Auftreten der im Modell angenommenen Schädigungsmechanismen abgesichert.
Prinzipiell ist die Mikroschädigung kurzfaserverstärkter Werkstoffe durch Faser-Matrix-Ablösungen beziehungsweise Faserbrüche und Matrix-Mikrorissbildung geprägt. Abhängig von Faserlängenkonfiguration sowie Belastungsart und -richtung ändert sich das Auftreten beziehungsweise die quantitative Ausprägung der einzelnen Mechanismen. So tritt Matrix-Mikrorissbildung lediglich im Zusammenhang mit Zuglasten auf, während Faser-Matrix-Ablösungen unabhängig von der Belastungsart im geschädigten Werkstoff vorliegen. Die Mikroschädigungsmechanismen Faser-Matrix-Ablösung und Matrix-Mikrorissbildung korrelieren linear mit den nichtlinearelastischen Verzerrungen unter statischen und schwellenden Ermüdungslasten (R = 0;1).