Berechnung von Biegefestigkeit und Modul in Duroplast-Kompositen

Duroplast-Verbundwerkstoffe werden in verschiedenen Industriezweigen aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Haltbarkeit weit verbreitet eingesetzt. Die Berechnung ihrer Biegefestigkeit und ihres Moduls ist für die Beurteilung von Leistung und Sicherheit unerlässlich. In diesem Artikel werden die grundlegenden Methoden zur Bestimmung dieser Eigenschaften in Duroplast-Verbundwerkstoffen erläutert.

Flexurale Eigenschaften verstehen

Die Biegefestigkeit misst die maximale Beanspruchung, der ein Material beim Biegen standhalten kann. Der Biegemodul gibt die Steifigkeit des Materials beim Biegen an. Beide Eigenschaften sind in Anwendungen, in denen Bauteile Biegekräfte erfahren, von entscheidender Bedeutung.

Prüfmethode

Die gebräuchlichste Methode zur Prüfung der Biegeeigenschaften ist der Dreipunktbiegetest, bei dem ein Prüfling an zwei Punkten abgestützt und in der Mitte bis zum Versagen oder einer vorgegebenen Auslenkung belastet wird. Der Test liefert Daten zur Berechnung von Festigkeit und Modul.

Berechnung der Biegefestigkeit

Die Biegefestigkeit (σ) wird nach folgender Formel berechnet:

σ = (3FL) / (2bd^2)

Wobei:

• F = maximale Belastung
• L = Stützspannweite
• b = Breite der Probe
• d = Dicke der Probe

Berechnung des Biegemoduls

Der Biegemodul (E) wird aus der Steigung des anfänglichen linearen Teils der Last-Verformungskurve bestimmt:

E = (L^3 F) / (4bd^3 δ)

Wobei:

• δ = Auslenkung bei Last F