Einfluss der Füllstoffe auf die mechanischen Eigenschaften und das Versagensverhalten gefüllter Polymerwerkstoffe

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Andreas Ricoeur; Dr.-Ing. Jan-Christoph Zarges
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522837572

Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Charakterisierung des Einflusses unterschiedlicher Partikel auf die Versagensmechanismen von gefüllten Kunststoffen bei unterschiedlichen Belastungsarten. Hinsichtlich der Partikel sind dabei neben deren Größe insbesondere deren Form und Orientierung im Verbund sowie die Anbindung der Partikel an die Matrix Faktoren, die einen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften und das Versagensverhalten dieser Verbunde haben. Dies soll anhand der Belastungsarten Zug, Biegung und Schub untersucht werden. Die Versagensmechanismen sollen auf der Mikro- bzw. Mesoskala erforscht und aufgeklärt werden. Entscheidende Faktoren sind hierbei die Entstehung von Rissen an den Einschlüssen, sowohl in Gestalt von Grenzflächen- (adhäsiven) als auch von Matrix- (kohäsiven) Rissen und deren Ausbreitung, sowohl in der Polymermatrix als auch im Einschluss. Schlussendlich sollen die Erkenntnisse des Versagens auf der Mesoskala die Beurteilung des Versagens von Bauteilen auf der Makroskala ermöglichen. Dabei werden sowohl bruchmechanische als auch klassische Festigkeitsaspekte berücksichtigt. Neben einem starken Anwendungsbezug ist grundlegende Forschung im Bereich der Festkörpermechanik erforderlich, insbesondere bzgl. des J-Integrals für Kohäsivzonen sowie materieller Kräfte und deren Interpretationen hinsichtlich Rissentstehung und -ablenkung an Grenzflächen bei mixed-mode Beanspruchung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen