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Hallo Leute,
ich bin neu auf dem Gebiet der glasfaserverstärkten Kunststoffe. Ich möchte ein Bauteil, welches aus Aluminium gefertigt wird durch PA6GF60 ersetzt und das Bauteil mittels FEM Tool Simulieren. Und stoße dabei auf ein paar Probleme.

Bauteil: Werkstoffdaten:
-Rohr aus PA6 GF60 E-Modul: 13000 MP
-Länge 120 mm, Durchmesser 70 mm Bruchspannung: 140 MPa
-Innendruck beaufschlagt (Luft) Bruchdehnung: 2,8%
-Wandstärkevarianten von 5-8 mm

Ich weiß das glasfaserverstärkte Kunststoffe Feuchtigkeit aufnehmen können, deshalb rechne ich mit den konditionierten Werkstoffdaten. Weiter weiß ich auch, dass die Glasfasern prozessbedingt eine Vorzugsrichtung einnehmen mit der Folge anisotroper Materialeigenschaften. Ich möchte das Bauteil trotz alle dem weiterhin isentrop berechnen.

Weg 1:

Nun mein Problem, ich möchte die auftretenden Spannungen bei Belastung mit der zulässigen Spannung vergleichen. Die Zulässige Spannung berechnet sich normalerweise ja wie folgt:

„Zulässige Spannung = Zugfestigkeit/Sicherheitsfaktor“

Bei Kunststoff: 
„Zulässige Spannung = Zugfestigkeit/(Sicherheitsfaktor*A1+A“+…)“ oder ?

Wo finde ich den Wert der Zugfestigkeit und wo finde ich Werte für die Abminderungsfaktoren?

Weg 2:

Ein weiterer Weg könnte sein über die Dehngrenze zu gehen und die Dehngrenze mit der auftretenden Dehnung zu vergleichen. Wo finde ich dann den Wert für die Dehngrenze?

Wäre super, wenn ihr mir helfen könntet.

Vielen Dank im Voraus!
Gruß Tomi

[Diese Nachricht wurde von Tomi484 am 12. Nov. 2020 editiert.]

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Hallo, das ist jetzt einiges auf einmal.  Ich versuche mal der Reihe nach zu antworten.
Ich würde anstatt PA 6 GF 60 , z.B. PA 66 mit nur 50 % GF nehmen.
Bei PA 66 ist die Temperaturbeständigkeit , die ist meistens das Problem , und die Festigkeit höher.  Bei Innendruck mit Luft, können durch die Komprimierung auch Temperaturspitzen entstehen.  Die Wanddicke ist im Spritzguß zu groß.  Vor allem bei großen Stückzahlen. Da mußt Du sehr lange kühlen oder Verzugsprobleme in Kauf nehmen.  Bei GF 60 sollten 4 mm Dicke ausreichen.
Nennenswerte Feuchtigkeit nimmt nur Polyamid auf. Mit zunhmenden GF -Gehalt um so weniger. Weil das Wasser sich eingelagert und dabei das Volumen vergrößert, was mit GF behindert wird.
Bei der Wanndicke verursachen die GF nicht mehr viel Anisotropie. 
Es Gibt auch Glaskugeln GB oder Mineral als Verstärkung.  GB ist tuerer, Mineral billiger als GF.
Die Zugfestigkeit Rm würde ich überhaupt nicht verwenden, sondern nur die Reißdehnung als Wert für die Zähigkeit. 
Die Streckgrenze Rp oder Rp0,2 ist technisch immer entscheidend.
Die Faktoren sind immer relativ, viel wichtiger sind die Temperatur und die Zeit.
Die Werte für die Festigkeit bekommst Du bei der Kunststoffdatenbank Campus,  die Werte für den Kriechmodul und Zeitstandswerte fast nur bei BASF, Lanxess und evtl. DuPont.  ( In dieser Reihenfolge )
Dehngrenze und Streckgrenze ist das Gleiche aber bei Kunstoff nicht eindeutig.  Hoffe alles geklärt zu haben.

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Klaus

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Bei Rohren oder runden Körpern ergibt sich oft das Problem, daß die Form oder das Werkzeug innen schlecht zu kühlen ist und dadurch die Teile innen mit Zugspannungen vorbelastet sind und dadurch der zulässige Betriebsdruck reduziert wird.

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Klaus

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Hallo Klaus,danke für deine Expertise, hilft mir auf jeden Fall schon weiter. Ich schaue mich jetzt mal auf den angesprochenden Seiten um.

Gruß Tomi

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