Use Cases

Creep is een tijdsafhankelijk vervormingsproces dat plaatsvindt bij materialen onder een bepaald spanning niveau. Met het juiste ontwerp en materiaal keuzes kan thermoplasten echter een geschikte materiaal zijn voor onderdelen met een creep belasting. Voorspelbaarheid is essentieel bij het ontwerpen van dragende componenten. Het verkort de ontwikkelingstijd, maakt het mogelijk om in één keer het juiste ontwerp te maken en zorgt voor de prestaties van onderdelen in dienst. In deze Use Case evalueerden we een voorbeeld van creep van een compressiebegrenzer. Gericht op de modellering van creep als functie van de tijd van spuitgegoten korte-glasvezelversterkte kunststoffen (SFRP).

Vermoeidheid heeft betrekking op wisselende of cyclische belastingen, zelfs wanneer de belastingsniveaus ver onder de sterkte van de toegepaste materiaal liggen. Afhankelijk van het onderdeel zal een dergelijke belasting na verloop van tijd leiden tot het falen van onderdelen. Op basis van het uitvoeren van uitgebreide experimenten hebben we een robuust raamwerk ontwikkeld dat rekening houdt met alles essentiële aspecten voor vermoeidheid. Deze Use Case richt zich op resultaten van ons vermoeidheid/lifetime modelleringsraamwerk voor spuitgegoten glasvezelversterkte kunststoffen, aan de hand van het voorbeeld van de load bracket demonstrator.

Envalior biedt vele thermoplasten, variërend van polymeren met een hoog volume tot prestatie- en specialty materials. Deze materialen hebben zeer uiteenlopende eigenschappen op het gebied van mechanica, chemische bestendigheid, vlamvertraging en meer. Ze zijn geschikt voor productieprocessen zoals spuitgieten, blow molding en extrusie. Naast deze materialen die als granulaat worden verkocht, biedt Envalior ook de basismaterialen voor Advanced Thermoplastische composieten (ATC) aan: unidirectionele tape en geweven weefsels bestaande uit doorlopende glas- of koolstofvezels ingebed in een thermoplast matrix materiaal. Deze tapes of stoffen kunnen worden gewikkeld of thermogevormd, wat resulteert in onderdelen met een goede mechanisch eigenschappen.

Voorspelbaarheid is essentieel bij het ontwerpen van dragende componenten. Voorspelbaarheid verkort de ontwikkelingstijd, maakt een first-time-right ontwerp mogelijk en zorgt voor de prestaties van onderdelen in dienst. In deze use case richten we ons op de voorspelling van de belangrijkste faalmodi van plastic tandwielen: statische overbelasting, root spanning vermoeidheid en slijtage. Stanyl® is een PA46 op basis polymeer dat door zijn chemische samenstelling intrinsiek zeer geschikt is voor toepassingen met hoge belasting (sterkte en tribologisch) en hoge temperatuur tandwielen. We hebben inzichten ontwikkeld op basis van in-house dedicated testopstellingen in combinatie met fundamentele polymeer mechanica en eindige-elementensimulaties. Deze inzichten stellen ons in staat om onze expertise in te zetten.

Voor een nauwkeurige voorspelling van deel sterkte en geabsorbeerde energie heeft Envalior Digimat materiaal kaarten gemaakt op basis van trek- experimenten met een hoog rek snelheid. Digimat materiaal kaarten modelleren anisotroop visco-elastisch/viscoplastisch materiaal gedrag. Bovendien is er een storingsindicator opgenomen in de materiaal kaart, waarmee de gebruiker snel en eenvoudig kritieke locaties kan identificeren door de eindige-elementenanalyse (FEA) resultaten na verwerking.

Op basis van spanning-rek curven gemeten op trek- staven, hebben we een robuust raamwerk ontwikkeld om elasto-plastic materiaal-kaarten te definiëren die de effecten van vezeloriëntatie-anisotropie vastleggen. In deze Use Case gebruiken we deze materiaal kaarten om de prestaties van twee in-house demo-applicaties te voorspellen: een belastingsbeugel gemaakt van Akulon® S223-HG6 (PA66-GF30) en een Electronic Power Besturing (EPS) behuizing gemaakt van Xytron™ G4010T (PPS-GF40). De modellerings resultaten zijn binnen 5% nauwkeurigheid, terwijl de voorspelling voor de modulus perfect is. Dit toont de uitstekende kwaliteit van de materiaal kaarten die we hebben gedefinieerd.