---

Hallo,

ich bin neu hier und hoffe ich habe das richtige Forum getroffen.  

Ich suche einen Standard CFK Werkstoff über den eine Menge Materialdaten bekannt sind.
Ich möchte gerne etwas aus CFK in Abaqus Simulieren.
Es gestaltet sich recht schwer treffende Materialdaten zu finden.
(Datenbanken hab aber schon im Forum gefunden:
http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum201/HTML/000001.shtml )

Außerem hätte ich noch die Frage ob jemand weiß, wie die Norm-Namen der CFK-Werkstoffe aussehen.
Ich meine soetwas wie "St237JR" für Baustahl oder "EP GC 202" für Epoxid-Glasfaser-Laminat.

Hoffentlich könnt ihr mir helfen.

Gruß   

[Diese Nachricht wurde von Waldmeister159 am 22. Feb. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Waldmeister159 am 22. Feb. 2014 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Es gibt kein "Standard"-CFK.

Es gibt eine Anzahl von Herstellern, die Teile aus CFK für unterschiedlichste Einsatzzwecke produzieren. Die Eigenschaften können dabei je nach verwendeten Kohlefasern, deren Anordnung, dem verwendeten Kunststoff, dem technologischen Herstellungsprozess etc. stark variieren.

Verlässliche Angaben findest du also bei einem potentiellen Lieferanten, der für deinen Anwendungsfall in Frage kommt, evtl. auch erst auf Nachfrage.

------------------
Gruß Frank

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Waldmeister.

CFK=KarbonFaser verstärkter Kunststoff.
Thermoplastisch oder Duroplastisch?

Gruß
TMA

------------------
Hast du Fragen?
Brauchst du
Schaut mal nach im Bereich
Alle Foren => Wissenstransfer.
oder
Konstrukteure Online hier bei CAD.de
Richtig fragen -
Nettiquette - Konstruktionshilfen - Systeminfo - Unities - CAD Freeware - Forenübersicht - 3D Modelle - SolidWorks Videos

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von ThoMay:
Hallo Waldmeister.

CFK=KarbonFaser verstärkter Kunststoff.
Thermoplastisch oder Duroplastisch?

Gruß
TMA

---

Duroplastisch

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

" Platten "

Bei Halbzeugen wie Platten ist es noch einfach. Da kann man sich von einem Hersteller die Daten nehmen.
Komplizierter wäre es bei gewickelten Teilen.

Duroplaste sind weniger Temperaturabhängig. 

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo und einen  guten Start in den Tag Waldmeister.

Schaust du mal hier. Eine zusammenstelle verschiedener Normen für Composit - Werkstoffe.

Gruß
ThoMay

------------------
Hast du Fragen?
Brauchst du
Schaut mal nach im Bereich
Alle Foren => Wissenstransfer.
oder
Konstrukteure Online hier bei CAD.de
Richtig fragen -
Nettiquette - Konstruktionshilfen - Systeminfo - Unities - CAD Freeware - Forenübersicht - 3D Modelle - SolidWorks Videos

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Danke erstmal für die vielen Antworten. 

Also ich hab jetzt noch etwas recherchiert und es gestaltet sich doch alles schwerer als ich anfangs dachte. (wie immer  )

Ich suche ein CFK Werkstoff auf duroplastischer Matrix.
Es müsste eine UD-Schicht (Endlosfaser) getestet worden sein, da ich von dieser
die "Ingenieurskonstanten"

G| |, E| |, Nü| | etc.

bzw.

Ex, Ey, Gxy, Gyz, Gxz, vxy, vyz etc.

brauche. (Ich würde gerne etwas mit dem FEM Programm ABAQUS konstruieren.)

Die Faserkonzentration ist im Grunde egal, hauptsache ich habe alle Messdaten.

Die einzigen Datenblätter die ich gefunden habe, beinhalten zwar ein E-Modul und ein Schubmodul, allerdings wird nie genau gesagt ob das nun parallel oder senkrecht zur Faser gemessen wurde. (ich bräuchte sowie beides)

Ich habe auch gelesen, dass es mögich sein soll mit den Einzelkomponenten (zB HT-Kohlefaser und Epoxidharz) die Werkstoffdaten zu errechen. Kennt sich da jemand aus?

Ich weiß das sind viele Fragen.  Ich hoffe ihr könnt das einem Unwissenen nachsehen. 

Liebe Grüße und schönes Wochenende noch

Waldmeister

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Waldmeister, ich bin Kunststoff INgenieur und das missionieren schon gewohnt.
Ich versuche mal auf alle Deine Fragen einzugehen.
Diese Faser-Verbund Kunststoffe sind meistens auf Duroplastischer Basis. Nur ThoMay will uns immer Thermoplaste verkaufen.
Was meinst Du mit UD-Schicht ? Es bringt nichts die Faser und die Matrix separat zu betrachten, weil z.B.bei Glasfaser die Haftung der Faser in der Matrix das größte Problem ist. Ich nehme an, daß da auch bei CFK eine Schlichte nötig ist. Außerdem ist die Aufgabe so viel einfacher.
Betrachte einmal das übliche Leiterplattenmaterial aus FR4. Das ist Epoxidharz mit viel Glasfaser. Da gibt es im Web alle Informationen auch für die Faser und das Epoxi. 

Bei der FEM ist der E-Modul das wichtigste.  Der Schubmodul ergibt sich aus dem E-Modul und der Querkontraktin ny.
( Kann man auch griechisch schreiben ) 
Platten als Halbzeug sind doch mindestens in der Ebene isotrop. Deswegen würde ich die Eigenschaften als isotrop annehmen. Bei Platten interessieren doch fast nur die Eigenschaften in der Ebene.
Die Fasern sollten da gleichmäßig verteilt sein, sonst ist es kein Halbzeug. Der Faseranteil und die -orientierung ist doch das Entscheidende bei den Eigenschaften.

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Klaus,
danke für deine Antwort.

1. Ich versuche mal meinen Gedankengang verständlich zu machen. 
Das Kernproblem liegt wohl darin, dass es schwer ist (vertrauenswürdige) Datenblätter zu einem CFK-Verbund zu finden.
Ich habe Datenblätter zu (vermeidlich) gleichen Werkstoffen gefunden, dennoch sind die E-Moduli, Schubmodule und Querkontraktionszahlen unterschiedlich.<- das ist nicht so schön.

2. Nun habe ich mir gedacht, diese gemessenen Ergebnisse mathematisch zu überprüfen. Dazu habe ich in verschiender Literatur, Formeln aus der Mikromechanik gefunden. Diese beruhen auf eine Herleitung eines gewissen Alfred Puck.
Dieser hat Formeln entwickelt mit deren Hilfe man zB das Längs-Elastizitätsmodul, Quer-E-Modul etc. berechnen kann. Dafür benötigt man "nur" die Längs-Quer-Module der Einzelkomponenten (Faser & Matrix)
Der Haken ist: die klappt nur bei UD-Schichten.

3. Also möchte ich nicht mit Geweben oder etwas in der Art arbeiten sondern mit UD-Schichten im Mehrschichten-Verbund.

4. So habe ich mir also überlegt, ich nehme ein Datenblatt aus dem Internet mit Werkstoffdaten (wo nicht sicher ist ob die richtig sind) und vergleiche sie mit den errechneten Werten. Damit gibt es auch kein Problem ob die Datenblätter vollständig sind, denn wenn die Werte (geprüft und mathematisch) übereinstimmen, kann ich alle fehlende Werte mir mathematisch herleiten.

5. Dein Vorschlag, dass man sich das Schubmodule durch E-Modul und _Ny_ (danke nochmal  ) herleiten kann stimmt wohl, allerding auch nur bei Geweben (quasi-isotrop). Mein Fall wäre allerding orthotrop.
Gewebe möchte ich nur nicht benutzen, da ich nicht weiß ob die "Internet-Werte" vertrauenswürdig sind. (daher der mathematische Abgleich)

Ich hoffe ich hab es verständlich geschrieben.
Das ist alles sehr kompliziert 

Beispiel für die Errechnung des Längs-Elastizitäsmoduls für UD-Schichten nach A.Puck:

E| |= Ef| |*phi+Em*(1-phi)

Ef| |=Längs-E-Modul Faser
phi= KOnzentration Faser in Matrix
Em = E-Modul (isotrop angenommen)

Vielleicht kennt ja jemand diese Art von Formeln.

Danke für jeden Tipp/Meinung/Vorschlag

Gruß

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Waldmeister,  meinst Du mit UD uni-direktional ?
Das gibt doch nur bei reinen Zug- oder Druckstäben einen Sinn. Die kommen aber äußerst selten vor. Also gehe ich von ebenen Platten aus.
zu 1. Oben hast du mal von Platten geschrieben, ist das noch aktuell ? Sicher hat da jeder Hersteller sein eigenes Rezept. Da würde ich mich auf einen einzigen konzentrieren und den Rest vergessen.
Die Eigenschaften hängen nicht nur vom Faseranteil ab. Sondern auch von der ( durchschnittlichen ) Faserlänge, der Faserorientierung ....
2. Bei Uni-direktionalen Stäben hast Du keine Schichten mehr, sondern höchstens nur Bündel.
Diese Formel kann nur funktioneiren, wenn jede Faser genau so lang ist wie das ganze Bauteil. Dann müßte man Stäbe extrudieren und dabei die Fasern ummmanteln.
Deswegen wollte ich Dir raten einfach Platten zu nehmen und die als Ganzes zu betrachten.
3. Ich weiß nicht ob es so etwas gibt.
4. Bosorg Dir ein Datenblatt mit dem zugehörigen Material.

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Waldmeister.

Also, damit die anderen wissen, wovon ihr Beiden schreibt:
Unidirektionale Schichten.

Klaus schreibt:

Zitat:

---

Diese Faser-Verbund Kunststoffe sind meistens auf duroplastischer Basis. Nur ThoMay will uns immer Thermoplaste verkaufen

---

Nö, verkaufen will ich die nicht.  (nur beschäftgen tu ich mich tun damit in der Firma)
Nur hast du bei den Thermoplasten eher die UD - Schichtung in den Halbzeugen als bei den Duroplasten.
Allerdings sind die Thermoplaste noch nicht so lange auf dem Markt bzw haben sich noch nicht so durchgesetzt.

Wenn du an Platten  denkst, dann hast du bei den thermoplasten die Organo-Bleche
WWenn du an rotationssymetrische Bauteile denkst, dan werden diese aus Prepreg Tapes hergestellet und haben somit festgelegte Matrixrichtung.

Gruß
ThoMAy

------------------
Hast du Fragen?
Brauchst du
Schaut mal nach im Bereich
Alle Foren => Wissenstransfer.
oder
Konstrukteure Online hier bei CAD.de
Richtig fragen -
Nettiquette - Konstruktionshilfen - Systeminfo - Unities - CAD Freeware - Forenübersicht - 3D Modelle - SolidWorks Videos

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Klaus, Hallo ThoMay,

ich bin ein bisschen stark verwirrt. 

Das Bauteil was ich untersuchen will, soll eine Motorhaube sein. Die Analogie zur Platte diente zur Vereinfachung. (wohl eher zur Verwirrung)
Ich dachte diese werden aus unidirektionalen Einzelschichten (Endlosfaser) gefertigt, welche unter verschiedenen Winkelstellungen zu einem Mehrschichtenverbund "gestapelt" werden.
(So wie in ThoMay's Link oben)

Sieht wohl so aus, dass ich den "Stand der Technik" nochmal genauer überprüfen muss.
So wie ich das sehe, läuft das in der Realität so ab, dass man Gewebe für den Motorhaubenbau verwendet.

Ich möchte aber Kohlefaser-Gelege (Unidirektional & Endlosfaser) verwenden.
Ich glaube sowas gibt es auch als UD-Prepreg.

Wenn ich nun ein Datenblatt besitze, welches eine UD-Gelege Einzelschicht untersucht, könnte ich dieses mit der mathematischen Lösung vergleichen.
Danach werden die Einzelschichten aufeinander "gestapelt" und mit einem FEM Programm analysiert.
So weit zu meinem Plan.

Geht sowas?
Ist das realistisch? Oder verrenne ich mich da in Unmöglichkeiten?

und @ ThoMay:
Die Organo-Bleche höhren sich auch interesant an. Können dabei auch UD-Gelege in eine "komplexe" Form (Motorhaube) gebracht und mit einem Thermoplast umspritzt werden?

Vielen Dank für eure Hilfe 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Waldmeister.

Mit Thermoplast umspritzt werden ist nicht so das geeignete Verfahren.
Mit den Organoblechen kannst du allerdings ein "Tiefziehen" wie beim Blech durchführen.
Das will heißen, das die Form deiner Motorhaube im Negativ vorliegt.
Diese wird beidseitig beheizt.
Anschließend wird die From geschlossen und das Organoblech in Form gebracht.
=> Randbearbeitung, weiter Fertigungsschritte ähnlich wie bei Blech.

Nun bin ich nicht der FEM Spezialist, aber so einfach wie von dir beschrieben kannst du die Einzlagen nicht in das Gesamte interpolieren.

Es ist auch möglich, einzelne Tapes zu einer Platte zusammenzulegen. Auch auf einer gewölbten Form => Prozessparameter und Geometrie müssen dann vorher exakt festgelegt sein.

Gruß
ThoMay

EDIT ....fjklLFBG...EDIT

------------------
Hast du Fragen?
Brauchst du
Schaut mal nach im Bereich
Alle Foren => Wissenstransfer.
oder
Konstrukteure Online hier bei CAD.de
Richtig fragen -
Nettiquette - Konstruktionshilfen - Systeminfo - Unities - CAD Freeware - Forenübersicht - 3D Modelle - SolidWorks Videos

[Diese Nachricht wurde von ThoMay am 24. Feb. 2014 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP