Einsatz atomistischer Simulationen zur Bewertung des Medieneinflusses auf die Eigenschaften thermoplastischer Kunststoffe
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Verlagsgruppe Mainz GmbH
2022
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| Schriftenreihe: | IKV - Berichte aus der Kunststoffverarbeitung, Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen
318 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1
E
INLEITUNG
UND
Z
IELSETZUNG
.....................................................................................................................
1
2
G
RUNDLAGEN
DER
ATOMISTISCHEN
S
IMULATIONEN
.........................................................................
4
2.1
GRUNDLAGEN
DER
MOLEKULARDYNAMIK-SIMULATION
........................................................................................
6
2.1.1
PHYSIKALISCH
STATISTISCHE
GRUNDLAGE
DER
MOLEKULARDYNAMIK-SIMULATION
............................................
7
2.1.2
BERUECKSICHTIGUNG
VON
DRUCK
UND
TEMPERATUR
INNERHALB
DER
MOLEKULARDYNAMIK-SIMULATION
..........
8
2.1.3
METHODEN
ZUR
REDUZIERUNG
DER
RECHENZEIT
INNERHALB
DER
MOLEKULARDYNAMIK-SIMULATION
.............
10
2.1.4 AUFBAU
EINER
STARTSTRUKTUR,
VORBEREITUNG
UND
DURCHFUEHRUNG
EINER
MOLEKULARDYNAMIK-SIMULATION
12
2.2
GRUNDLAGEN
DER
MONTE-CARLO-SIMULATIONEN
................................................................................................
14
3
A
NWENDUNG
ATOMISTISCHER
S
IMULATIONEN
ZUR
V
ORHERSAGE
DER
UMGEBUNGSBEDINGTEN
SPANNUNGSRISSBILDUNG
AMORPHER
THERMOPLASTE
........
17
3.1
GRUNDLAGEN
DER
UMGEBUNGSBEDINGTEN
SPANNUNGSRISSBILDUNG
................................................................
17
3.2
PRUEFUNG
DER
UMGEBUNGSBEDINGTEN
SPANNUNGSRISSBILDUNG
......................................................................20
3.2.1
AUSWAHL
SPEZIFISCHER
POLYMER/MEDIEN-KOMBINATIONEN
UND
PROBENPRAEPARATION
.............................
22
3.2.2
ANWENDUNG
DER
MEDIEN-DREIPUNKTBIEGUNG
ZUR
EXPERIMENTELLEN
ERMITTLUNG
DES
ESC-RISIKOS
......
25
3.3
METHODIK
ZUR
ANWENDUNG
VON
ATOMISTISCHEN
SIMULATIONEN
ZUR
ERMITTLUNG
DES
RISIKOS
DER
UMGEBUNGSBEDINGTEN
SPANNUNGSRISSBILDUNG
...........................................................................................
27
3.3.1
AUFBAU
DES
ZU
UNTERSUCHENDEN
ATOMISTISCHEN
SYSTEMS
...................................................................
28
3.3.2
ERMITTLUNG
DER
EIGNUNG
VERSCHIEDENER
SYSTEMKENNWERTE
ZUR
VORHERSAGE
DES
ESC-RISIKOS
..........
31
3.3.2.1
KOHAESIONSENERGIEDICHTE
.......................................................................................................................
31
3.3.2.2
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
......................................................................................................
33
3.3.2.3
GLASUEBERGANGSTEMPERATUR
..........................................................................................................
36
3.3.2.4
LOESLICHKEITSPARAMETER
UND
MISCHUNGSENERGIE
...........................................................................
39
3.3.2.5
SOLVATIONSENERGIE
(SOLVATION
FREE
ENERGY)
................................................................................
40
3.3.2.6
DIFFUSIONSKOEFFIZIENT
.................................................................................................................
42
3.4
ZWISCHENFAZIT
UND
AUSBLICK
ZUR
ANWENDUNG
ATOMISTISCHER
SIMULATIONEN
ZUR
VORHERSAGE
DER
UMGEBUNGSBEDINGTEN
SPANNUNGSRISSBILDUNG
.............................................................................................
43
4
E
INSATZ
ATOMISTISCHER
SIMULATIONEN
IN
DER
M
ODELLIERUNG
KURZFASERVERSTAERKTER
AMORPHER
THERMOPLASTE
UNTER
MEDIENEINFLUSS....
46
4.1
UNTERSUCHUNG
DES
EINFLUSSES
EINER
KURZFASERVERSTAERKUNG
AUF
DIE
AUSBILDUNG
UMGEBUNGSBEDINGTER
SPANNUNGSRISSE
.............................................................................................
46
4.1.1
PROBENPRAEPARATION
...............................................................................................................................
47
4.1.2
MEDIEN-DREIPUNKTBIEGEPRUEFUNG
ZUR
ERMITTLUNG
DER
RISSINITIIERUNG
..................................................
48
4.2
MODELLIERUNG
DER
MEDIENABHAENGIGEN
MECHANISCHEN
EIGENSCHAFTEN
FASERVERSTAERKTER
AMORPHER
THERMOPLASTE
MITHILFE
ATOMISTISCHER
SIMULATIONEN
..................................................................................
52
4.2.1
UNTERSUCHUNG
DER
EINFLUESSE
VON
MEDIEN
UND
FASERORIENTIERUNG
AUF
DIE
MECHANISCHEN
EIGENSCHAFTEN
.....................................................................................................................................
53
4.2.1.1
PROBENVORBEREITUNG
DURCH
MEDIENEINLAGERUNG
.........................................................................
54
4.2.1.2 DREIPUNKTBIEGUNG
UNTER
MEDIENEINFLUSS
....................................................................................
54
4.2.1.3 SCHALLEMISSIONSMESSUNGEN
ZUR
ERMITTLUNG
DES
MEDIENEINFLUSSES
AUF
DIE
FASER/MATRIX
ANBINDUNG
...................................................................................................................................
62
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2
AUFBAU
UND
VALIDIERUNG
EINES
INTEGRATIVEN
MULTISKALEN-SIMULATIONSANSATZES
.................................
66
4.2.2.1
ERMITTLUNG
DER
MECHANISCHEN
MATRIXEIGENSCHATTEN
UNTER
MEDIENEINFLUSS
................................
67
4.2.2.2
EXPERIMENTELLE
ERMITTLUNG
DER
BENOETIGTEN
FASEREIGENSCHAFTEN
................................................
68
4.2.2.3
ERMITTLUNG
DER
FASERORIENTIERUNG
MITHILFE
DER
SPRITZGIESSSIMULATION
........................................
70
4.2.2.4
HOMOGENISIERUNG
DER
MECHANISCHEN
BAUTEILEIGENSCHAFTEN
UND
ERSTELLUNG
EINES
FEM-MODELLS
DER
DREIPUNKTBIEGUNG
INNERHALB
EINER
STRUKTURSIMULATION
.........................................................
71
4.2.2.5 VALIDIERUNG
DES
ENTWICKELTEN
INTEGRATIVEN
MULTISKALEN-SIMULATIONSANSATZES
...........................
73
4.3
ZWISCHENFAZIT
ZUR
ANWENDUNG
ATOMISTISCHER
SIMULATIONEN
ZUR
MODELLIERUNG
DER
MECHANISCHEN
EIGENSCHAFTEN
GLASFASERVERSTAERKTER
AMORPHER
THERMOPLASTE
UNTER
MEDIENEINFLUSS
......................78
5
BERUECKSICHTIGUNG
DES
MEDIENEINFLUSSES
AUF
DIE
MECHANISCHEN
E
IGENSCHAFTEN
TEILKRISTALLINER
T
HERMOPLASTE
AM
B
EISPIEL
VON
P
OLYAMID
6.6
UND
W
ASSER
..................................................................................................................................................
81
5.1
ERLAEUTERUNG
DES
INTEGRATIVEN
MULTISKALEN-SIMULATIONSANSATZES
............................................................
83
5.2
PROBEKOERPERHERSTELLUNG
UND
-KONDITIONIERUNG
ZUR
VALIDIERUNG
DES
ANSATZES
..................................85
5.3
AUFBAU
UND
VALIDIERUNG
DES
MULTISKALEN-SIMULATIONSANSATZES
.............................................................
86
5.3.1
AUFBAU
UND
VALIDIERUNG
DER
SPRITZGIESSSIMULATION
...........................................................................
86
5.3.2
AUFBAU
UND
VALIDIERUNG
DER
DIFFUSIONSSIMULATION
...........................................................................
91
5.3.2.1
ATOMISTISCHE
ERMITTLUNG
DER
MATERIALPARAMETER
FUER
DIE
DIFFUSIONSSIMULATION
.........................
92
5.3.2.2
UEBERPRUEFUNG
DER
ERGEBNISSE
ANHAND
DER
MEDIENEINLAGERUNGSVERSUCHE
....................................
97
5.3.3
HOMOGENISIERUNGDERGLOBALEN
BAUTEILEIGENSCHAFTEN
........................................................................
99
5.3.3.1
ERMITTLUNG
DER
STEIFIGKEITSMATRIZES
DER
KRISTALLINEN
UND
DER
AMORPHEN
PHASE
MITHILFE
VON
MOLEKULARDYNAMIK-SIMULATIONEN
..............................................................................................
100
5.3.3.2
HOMOGENISIERUNG
DER
VERBUNDEIGENSCHAFTEN
BASIEREND
AUF
DEN
ERMITTELTEN
STEIFIGKEITEN
....
102
5.3.4
AUFBAU
UND
VALIDIERUNG
DER
STRUKTURSIMULATION
ZUR
ABBILDUNG
DES
GLOBALEN
BAUTEILVERHALTENS...
104
5.4
ZWISCHENFAZIT
ZUR
ANWENDUNG
ATOMISTISCHER
SIMULATIONEN
ZUR
MODELLIERUNG
DER
MECHANISCHEN
EIGENSCHAFTEN
TEILKRISTALLINER
THERMOPLASTE
UNTER
MEDIENEINFLUSS
...................................................
109
6
FAZIT
UND
AUSBLICK
......................................................................................................................................
111
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
SUMMARY
......................................................................................................
113
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
.............................................................................................................................................
113
7.2
SUMMARY
.............................................................................................................................................................
114
8
A
BKUERZUNGEN
,
F
ORMELZEICHEN
,
I
NDIZES
.......................................................................................
115
8.1
ABKUERZUNGEN
......................................................................................................................................................
115
8.2
FORMELZEICHEN
.....................................................................................................................................................
115
8.3
INDIZES
..................................................................................................................................................................
117
9
L
ITERATUR
............................................................................................................................................................
118
10
A
NHANG
..................................................................................................................................................................
130
10.1
MATERIALDATENBLAETTER
.......................................................................................................................................
130
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