Zugfestigkeit der Matrix bei gegebener Längszugfestigkeit des Verbundstoffs Taschenrechner

✖Längsfestigkeit von Verbundwerkstoffen, also ausgerichteten und endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.ⓘ Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs [σ_cl]			+10% -10%
✖Zugfestigkeit der Fasern im faserverstärkten Verbundwerkstoff.ⓘ Zugfestigkeit der Faser [σ_f]			+10% -10%
✖Volumenanteil der Fasern in faserverstärktem Verbundwerkstoff.ⓘ Volumenanteil der Ballaststoffe [V_f]			+10% -10%

✖Die Zugfestigkeit der Matrix ist die Festigkeit des im Verbundwerkstoff verwendeten Matrixmaterials.ⓘ Zugfestigkeit der Matrix bei gegebener Längszugfestigkeit des Verbundstoffs [σ_m]

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Formel

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Zugfestigkeit der Matrix bei gegebener Längszugfestigkeit des Verbundstoffs

Formel

`"σ"_{"m"} = ("σ"_{"cl"}-"σ"_{"f"}*"V"_{"f"})/(1-"V"_{"f"})`

Beispiel

`"70MPa"=("31.825MPa"-"6.375MPa"*"0.6")/(1-"0.6")`

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Zugfestigkeit der Matrix bei gegebener Längszugfestigkeit des Verbundstoffs Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Zugfestigkeit der Matrix = (Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs-Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe)/(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)
σ_m = (σ_cl-σ_f*V_f)/(1-V_f)
Diese formel verwendet 4 Variablen

Verwendete Variablen

Zugfestigkeit der Matrix - (Gemessen in Pascal) - Die Zugfestigkeit der Matrix ist die Festigkeit des im Verbundwerkstoff verwendeten Matrixmaterials.
Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs - (Gemessen in Pascal) - Längsfestigkeit von Verbundwerkstoffen, also ausgerichteten und endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.
Zugfestigkeit der Faser - (Gemessen in Pascal) - Zugfestigkeit der Fasern im faserverstärkten Verbundwerkstoff.
Volumenanteil der Ballaststoffe - Volumenanteil der Fasern in faserverstärktem Verbundwerkstoff.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs: 31.825 Megapascal --> 31825000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Zugfestigkeit der Faser: 6.375 Megapascal --> 6375000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Volumenanteil der Ballaststoffe: 0.6 --> Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

σ_m = (σ_cl-σ_f*V_f)/(1-V_f) --> (31825000-6375000*0.6)/(1-0.6)

Auswerten ... ...

σ_m = 70000000

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

70000000 Pascal -->70 Megapascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

70 Megapascal <-- Zugfestigkeit der Matrix

(Berechnung in 00.004 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Rajat Vishwakarma

Universitätsinstitut für Technologie RGPV (UIT - RGPV), Bhopal

Rajat Vishwakarma hat diesen Rechner und 400+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Nishan Poojary

Shri Madhwa Vadiraja Institut für Technologie und Management (SMVITM), Udupi

Nishan Poojary hat diesen Rechner und 400+ weitere Rechner verifiziert!

< 12 Polymermatrix-Verbundwerkstoffe Taschenrechner

Volumenanteil der Matrix aus EM des Verbundstoffs (Querrichtung)

Gehen Volumenanteil der Matrix = Elastizitätsmodul der Matrix/Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Querrichtung)-(Elastizitätsmodul der Matrix*Volumenanteil der Ballaststoffe)/Elastizitätsmodul der Faser

Volumenanteil der Fasern aus EM des Verbundwerkstoffs (Querrichtung)

Gehen Volumenanteil der Ballaststoffe = Elastizitätsmodul der Faser/Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Querrichtung)-(Volumenanteil der Matrix*Elastizitätsmodul der Faser)/Elastizitätsmodul der Matrix

Volumenanteil der Fasern aus EM des Verbundwerkstoffs (Längsrichtung)

Gehen Volumenanteil der Ballaststoffe = (Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Längsrichtung)-Elastizitätsmodul der Matrix*Volumenanteil der Matrix)/Elastizitätsmodul der Faser

Volumenanteil der Matrix aus E des Verbundwerkstoffs (Längsrichtung)

Gehen Volumenanteil der Matrix = (Elastizitätsmodul-Verbundwerkstoff (Längsrichtung)-Elastizitätsmodul der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe)/Elastizitätsmodul der Matrix

Zugfestigkeit der Matrix bei gegebener Längszugfestigkeit des Verbundstoffs

Gehen Zugfestigkeit der Matrix = (Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs-Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe)/(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)

Zugfestigkeit von Fasern aus Längszugfestigkeit von Verbundwerkstoffen

Gehen Zugfestigkeit der Faser = (Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs-Zugfestigkeit der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe))/Volumenanteil der Ballaststoffe

Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs

Gehen Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs = Stress in der Matrix*(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)+Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe

Volumenanteil der Fasern aus der Längszugfestigkeit des Verbundwerkstoffs

Gehen Volumenanteil der Ballaststoffe = (Zugfestigkeit der Matrix-Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs)/(Zugfestigkeit der Matrix-Zugfestigkeit der Faser)

Faser-Matrix-Bindungsstärke bei gegebener kritischer Faserlänge

Gehen Festigkeit der Faser-Matrix-Bindung = (Zugfestigkeit der Faser*Faserdurchmesser)/(2*Kritische Faserlänge)

Faserdurchmesser bei gegebener kritischer Faserlänge

Gehen Faserdurchmesser = (Kritische Faserlänge*2*Festigkeit der Faser-Matrix-Bindung)/Zugfestigkeit der Faser

Zugfestigkeit der Faser bei kritischer Faserlänge

Gehen Zugfestigkeit der Faser = (2*Kritische Faserlänge*Festigkeit der Faser-Matrix-Bindung)/Faserdurchmesser

Kritische Faserlänge

Gehen Kritische Faserlänge = Zugfestigkeit der Faser*Faserdurchmesser/(2*Kritische Scherspannung)

Zugfestigkeit der Matrix bei gegebener Längszugfestigkeit des Verbundstoffs Formel

Zugfestigkeit der Matrix = (Längsfestigkeit des Verbundwerkstoffs-Zugfestigkeit der Faser*Volumenanteil der Ballaststoffe)/(1-Volumenanteil der Ballaststoffe)
σ_m = (σ_cl-σ_f*V_f)/(1-V_f)

Was sind Polymermatrix-Verbundwerkstoffe (PMC)?

Polymermatrix-Verbundwerkstoffe weisen eine organische Polymermatrix mit verstärkenden Fasern in der Matrix auf. Matrix hält und schützt die Fasern an Ort und Stelle, während die Last auf sie übertragen wird. Fortschrittliche Verbundwerkstoffe sind eine Klasse von Polymermatrix-Verbundwerkstoffen, die im Vergleich zu normalen verstärkten Kunststoffen hohe mechanische Eigenschaften (Festigkeit und Steifheit) aufweisen und in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden. Verstärkte Kunststoffe sind relativ kostengünstig und weit verbreitet.

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