Schädigungsmechanische Charakterisierung kunststoffvergossener Bauteile - Schädigungslokalisation und Lebensdauervorhersage

  • Die Arbeit stellt ein viskoelastisches Schädigungsmodell für ein hochgefülltes Reaktionsharz vor, das zur Verpackung elektronischer Bauteile eingesetzt wird. Durch Kopplung mit einem isotropen Schädigungsmaß lassen sich aus dem linear viskoelastischen Materialverhalten des Kunststoffs die Materialgleichungen des Schädigungsmodells ableiten. Die Schädigungsparameter werden in dehnungsgesteuerten Zyklusversuchen charakterisiert. Unter Verwendung des Newton-Raphson-Verfahrens kann das abgeleitete Schädigungsmodell numerisch stabil in ein FE-Programm implementiert werden. Zur Untersuchung der Schädigungslokalisation wird für eine geeignete Demonstrator-Geometrie das Schädigungsfeld simuliert und experimentell durch Grauwert-Korrelation nachgewiesen. Durch das Schädigungsmodell lässt sich die Lebensdauer des gefüllten Kunststoffs unter zyklischer Belastung vorhersagen. Durch Übereinstimmung mit dem bekannten Coffin-Manson-Modell kann das vorgestellte Schädigungsmodell verifiziert werden.
  • This thesis presents a viscoelastic damage model for a highly filled reaction resin which is used as an encapsulation material for electronic components. The constitutive equations of the damage model are derived by coupling the viscoelastic material behavior of the polymer with an isotropic damage measure. The damage parameters are characterized by strain-controlled cyclic loading. Using the Newton-Raphson iteration method the deduced damage model is implemented numerically stable in a finite element program. For analyzing the damage localization the damage field for an appropriate demonstrator geometry is simulated. The simulated damage field is experimentally confirmed using grey scale correlation. The viscoelastic damage model is capable to predict the life time of the filled composite under cyclic load. The proposed damage model is verified by agreement with the well-known Coffin-Manson model.

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Metadaten
Author: Marcus Sonner
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-000000441
Referee / Advisor:Prof. Dr. Ernst Sigmund
Document Type:Doctoral thesis
Language:German
Year of Completion:2004
Date of final exam:2004/02/06
Release Date:2007/03/06
Tag:Coffin-Manson; Grauwert-Korrelation; Schädigungsmechanik; Schädigungsmodell; Viskoelastizität
GND Keyword:Kunststoffverpackung; Gießharz; Füllstoff; Schadensmechanik
Institution name at the time of publication:Fakultät für Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik (eBTU) / LS Theoretische Physik (ehemals)
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