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- Bruchmechanik (1)
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This thesis focuses on the introduction of a process for the fracture toughness testing of epoxy resin systems, in the light of the linear elastic fracture mechanic approach. Based on the requirements of ISO 13586, SENB-specimen were designed and especially the precracking process was analysed and the tapping process was optimized by designing and testing a drop-weight device. After successful validating the test process using specimen made of Araldite LY556, the in uence of GNP loading on the fracture toughness was analysed. The pure epoxy showed a KIc of 0.73 MPap
m, being perfectly in line with the manufacturers datasheet. A peak in fracture toughness of 0.83 MPap
m was archived at 1 wt% and a loading rate of 10 mm/min, showing a decreasing trend as the loading is increased further. As the loading rate is increased, the fracture toughness reduces slightly for 0.5 wt% and 2 wt% GNP, but
drops signicantly for 1 wt% GNP obliterating the peak. The load vs. displacement curves showed quasi-brittle material behaviour. The fracture surfaces were analysed using SEM and while the neat resin did not show any features, did the reinforced samples show pattern of crack pinning in connection with bridging and pull-out. The resulting improvement is less signicant as observed by other researchers for larger GNPs. This is in line with the general idea, that small particles are not able to yield as high improvements, but the signicant decrease for higher loading rates is not observed or described so far. It is suspected that tests at lower loading rates (e.g. 1 or 0.5 mm/min) show an even higher fracture toughness.
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Konzeptuntersuchung zur Beschaffung eines Prüfstands, mit welchem Halterungen für PVD- und PACVD Beschichtungsprozesse vorab hinsichtlich ihrer mechanischen Funktion im Vakuum und unter Hitzeeinfluss analysiert werden sollen. Dafür werden zunächst die Anforderungen ermittelt und eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung durchgeführt, um nach der Analyse des bestehenden und veralteten Prüfstandes, drei mögliche Konzepte zu betrachten. Das Umrüsten einer BAI830 Beschichtungsanlage kann vorzeitig ausgeschlossen werden, da zu viele Kriterien nicht erfüllt werden und vorhandene Zusatzfunktionen keinen Mehrwert bieten. Ein Aufrüsten des vorhandenen Prüfstandes ist eingeschränkt möglich. Sein Funktionsumfang entspricht bereits den Forderungen und ein Upgrade erhöht seine Einsatzgrenzen. Konstruktiv bedingt liegen diese trotzdem unter dem Bedarf. Damit das Anforderungsprofil vollständig erfüllt wird ist eine Neukonstruktion notwendig. Da diese im Gegensatz zu einem Upgrade viel Zeit und Geld kostet wird empfohlen kurzfristig den Prüfstand aufzurüsten, um die Zeit zu überbrücken bis ein neuer Prüf-stand zur Verfügung steht. Ein Upgrade genügt einem Großteil der aktuellen Aufgaben und kann vergleichsweise schnell und kostengünstig durchgeführt werden.