Zyklisches Kriechen/Retardieren von kurzfaser verstärktem PEEK

Wir benötigten Materialdaten und ein Material Modell zur Struktursimulation einer stark belasteten Getriebekomponente. Das Bauteil musste Be- und Entlastungszyklen bei relativ hohen Temperaturen standhalten.

Wir haben Zugversuche mit verschiedenen Dehnraten und Temperaturen durchgeführt. Und, um die kritische Belastungssituation im Bauteil nachzuahmen, haben wir Kriech-Retardations Tests durchgeführt. Bei diesen Tests wird zunächst eine Last aufgebracht und 30 Minuten lang konstant gehalten. Dabei wird die Kriechdehnung aufgenommen. Dann wird Last entfernt, und der Rückgang der Dehnung wird für weitere 30 Minuten aufgezeichnet. Da die Kriechfestigkeit mit einer Temperaturerhöhung abnimmt, haben wir für diese Tests die höchste Anwendungstemperatur gewählt. Dann haben wir ein Materialmodell ausgewählt und die Parameter anhand unserer Tests (rote Kurven) kalibriert. Da wir in dem Modell das zyklisch fortschreitende Kriechen (Ratcheting) abbilden wollten, fokussierten wir uns bei der Parameterkalibrierung auf die bleibende Dehnung am Ende der Retardations-Phase. Die grünen Kurven zeigen das Verhalten des Materialmodells. Es setzt sich aus linearer Viskoelastizität und Chaboche-Viskoplastizität zusammen.