ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Numerical Simulation of the Fibre-Motion during the Extrusion of Short-Fibre-Reinforced Glass-MeltsFibre-reinforced materials are characterized by an anisotropic behaviour of the mechanical properties, which is caused by the alignment of the embedded fibres. In the case of short-fibre-compounds this behaviour is strongly influenced by the mechanism of flow during the manufacturing process. Numerical simulation Methods are preferentially used to get informations about the orientation of the reinforced fibres at the end of the molding-process and to improve the properties of the compound.For that, a model is developed, which calculates the motion of the short-fibres in the area of flow, basing on a three-dimensional finite-element-computation. Thereby the interaction between the Particular fibres during the orientation process is considered by using an interaction coefficient.Examplified at the extrusion of short fibre reinforced glass-melts, the fibre orientation is determined at models with different geometries of the pressing tool and variable boundary conditions. This procedure allows to determine the influence of the process-parameters On the expected quality of the composite. The represented simulation-model can also be used for other molding- and extrusion-processes of fibre reinforced materials.
Notes:
Faserverbundwerkstoffe sind durch ein anisotropes Verhalten bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften gekennzeichnet, welches durch die Ausrichtung der eingelagerten Fasern verursacht und bei Kurzfaser-Verbunden in starkem Maße von den Fließvorgängen während des Umformprozesses beeinflußt wird. Um Aussagen über die Orientierung der Verstärkungsfasern am Ende des Herstellungsprozesses zu erhalten und diesen hinsichtlich verbesserter Werkstoffeigenschaften zu optimieren, werden bevorzugt numerische Simulationsverfahren eingesetzt.Hierzu wird ein Modell vorgestellt, welches ausgehend von einer dreidimensionalen Finite-Elemente-Berechnung des Strömungszustandes im Fließgebiet die Bewegung der Kurzfasern während der Herstellung simuliert. Dabei wird die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Fasern durch die Berücksichtigung eines Interaktionskoeffizienten beschrieben.Am Beispiel des Strangpressens kurzfaserverstärkter Gläser wird die Faserausrichtung an Modellen mit unterschiedlichen Preßraumgeometrien und variierten Randbedingungen ermittelt. Diese erlauben es, den Einfluß der Prozeßparameter auf die zu erwartende Verbundqualität zu bestimmen. Das vorgestellte Simulationsmodell Läßt sich darüber hinaus auch auf andere komplexe Umform- und Strömungsvorgänge zur Herstellung faserverstärkter Werkstoffe anwenden.
Additional Material:
9 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19940250308
