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2025-05-06T16:03:02Z

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{{Belege fehlen}}
Der '''Fasermassenanteil''' <math>\psi</math>, auch '''Fasermassengehalt''' (FMG),<ref name="V94">{{Literatur |Autor=Eckard Macherauch, Hans-Werner Zoch |Titel=Praktikum in Werkstoffkunde: 100 ausführliche Versuche aus wichtigen Gebieten der Werkstofftechnik |Auflage=13., überarbeitete und erweiterte |Verlag=Springer Vieweg |Ort=Wiesbaden |Datum=2019 |Kapitel=V94 Bestimmung des Faservolumengehalts |Seiten=738 |ISBN=978-3-658-25373-8 |DOI=10.1007/978-3-658-25374-5_94}}</ref> ist das Verhältnis der Masse der Verstärkungsfasern zur Gesamtmasse eines [[Faserverbundwerkstoff]]s.<ref name="Schürmann">{{Literatur |Autor=Helmut Schürmann |Titel=Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden |Reihe=VDI-Buch |Auflage=2 |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2007 |Kapitel=6 Wichtige Kenngrößen der Einzelschichten und des Laminats |Seiten=161–169 |ISBN=978-3-540-72189-5 |DOI=10.1007/978-3-540-72190-1}}</ref> Er berechnet sich analog zum allgemeinen [[Massenanteil]] einer zweiphasigen Mischung.

Der Fasermassenanteil ist eine wichtige Kenngröße bei kurzfaserverstärkten Thermoplasten. Sie werden oft durch den entsprechenden Fasermassenanteil gekennzeichnet z. B. PA 12 GF 25 ([[Polyamide|Polyamid]] 12 mit 25 % Fasermassenanteil Glasfasern). Für die mechanische Auslegung ist der [[Faservolumenanteil]] von größerer Bedeutung.

== Berechnung ==
Der Fasermassenanteil ist unter der Annahme, dass Lufteinschlüsse bzw. Poren vernachlässigt werden können, definiert als:<ref name="V94" /><ref name="May">{{Literatur |Autor=David May |Titel=Integrierte Produktentwicklung mit Faser-Kunststoff-Verbunden |Verlag=Springer Vieweg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2020 |Kapitel=Phase 2: Konzept-/Entwurfsphase |Seiten=66–67 |ISBN=978-3-662-60285-0 |DOI=10.1007/978-3-662-60286-7}}</ref>
<math>\psi=\frac{m_f}{m_\mathrm{Verbund}}=\frac{m_f}{m_f+m_m}=\frac{\varphi\cdot\rho_f}{\varphi\cdot\rho_f+(1-\varphi)\cdot\rho_m}</math>

Hierbei steht:
:<math>m_f=</math> Fasermasse (kg); <math>m_\mathrm{Verbund} =</math> Masse des Verbundstoffs (kg); <math>m_m =</math> Masse der Matrix (kg)
:<math>\rho_f=</math> Faserdichte (kg/m³); <math>\rho_m =</math> [[Dichte]] der Matrix (kg/m³)
:<math>\varphi=</math> Faservolumenanteil (%)

== Umrechnung ==
Sind die Dichten der beiden Komponenten bekannt und können Lufteinschlüsse bzw. Poren vernachlässigt werden, kann der Fasermassenanteil wie folgt in den Faservolumenanteil umgerechnet werden:<ref name="V94" /><ref name="May" /> <math>\varphi=\frac{1}{1+\frac{1-\psi}{\psi}\cdot\frac{\rho_f}{\rho_m}}</math>

== Anwendung ==
Der Fasermassenanteil findet z. B. in der Berechnung des [[Mischpreis]]es Anwendung. Da häufig sowohl der Matrix- als auch Faserwerkstoff in Masseneinheiten gehandelt werden, ist der Fasermassenanteil die ausschlaggebende Größe. Der Mischpreis ergibt sich aus:<ref name="Schürmann" />

<math>\frac{\mathrm{Mischpreis}}{\mathrm{Masse}}=\psi\cdot\frac{\mathrm{Faserhalbzeugpreis}}{\mathrm{Masse}}+(1-\psi)\cdot\frac{\mathrm{Matrixpreis}}{\mathrm{Masse}}</math>

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Arbeitsausschuss NA 054-02-02 AA „Verstärkte Kunststoffe und härtbare Harze“ (DIN-Normenausschuss Kunststoffe) |Titel=DIN 16459. Bestimmung des Faservolumengehaltes (FVG) von faserverstärkten Kunststoffen mittels [[Thermogravimetrische Analyse|Thermogravimetrischer Analyse]] (TGA) |Hrsg=[[Deutsches Institut für Normung]] |Datum=2023-08 |Kapitel=11.4 Ermittlung der Fasermassenanteile |Seiten=16–18 |Online=https://www.din.de/de/mitwirken/normenausschuesse/fnk/veroeffentlichungen/wdc-beuth:din21:369149128}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Faserverbundtechnik]]

Fasermassenanteil - Versionsgeschichte

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