Die vorliegende Ausarbeitung greift die gegenwärte öffentliche Diskussion in Deutschland zu den NOx-Emissionen von Dieselmotoren im realen Fahrbetrieb auf. Anhand von Motoren für leichte Nutzfahrzeuge und „Non Road“ Anwendungen werden konventielle, d.h. bereits verfügbare und in Serie eingeführte Maßnahmen zur Steigerung des Verbrennungsluftverhältnises und damit der Temperaturen des Abgasmassenstroms, mit der inneren Lastpunktverschiebung verglichen. Die Absenkung des Verbrennungsluftverhältnises (λ) wird zur Sicherstellung der Funktion der Abgasnachbehandlung, inbesonders der NOx-Rohemissionen, und zur Darstellung eines ausreichenden Wirkungsgrades der Abgasnachbehandlung bei niedrigen Lasten benötigt. Der urbane Lieferverkehr ist in typischerweise durch den Stop&Go-Betrieb im innenstädtischen Betrieb, mit einem Betrieb bei kleinen Motordrehmomenten und Drehzahlen, sowie mit hohen zeitlichen Leerlaufanteilen verbunden. In diesem Lastbereich sind bei den derzeitigen Motorkonzepten zusätzliche motorische Maßnahmen und neue Konzepte notwendig, um die Einhaltung heutiger und zukünftiger Emissionsvorschriften sowie der Emissiongrenzwerte im realen Fahrbetrieb sicherzustellen. Dazu muss das hohe Verbrennungsluft-verhältnis, das heute der Grund für den niedrigen Kraftstoffverbrauch des Dieselmotors im Vergleich zum Ottomotor ist, abgesenkt werden. Die bisher eingesetzten konv. motorischen Maßnahmen (z.B. die Drosselung) führen zur einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs und damit auch der CO2-Emissionen. Eine bisher nicht verwendete Möglichkeit bzw. Maßnahme zur Reduktion des Verbrennungsluftverhältnisses beim Dieselmotor ist die dynamische Lastpunktverschiebung mittels Zylinderabschaltung. Der größte Teil der Nutzfahrzeuge für den urbanen Personen- und Güterverkehr sowie die Mehrzahl der Arbeitmaschinen sind mit einem Vierzylinder-Dieselmotor ausgestattet. Für diese kleinen Nutzfahrzeugmotoren wird ein neuartiges Motorenkonzept vorgestellt. Das 3up-Motorenkonzept ermöglicht die Steigerung des Verbrennungsluftverhältnisses durch dyn. Lastpunktverschiebung (Zylinderabschaltung) bei signifikant niedrigeren indidzierten Kraftstoffverbrauch (z.B. bis zu – 20%), im Vergleich zu den konv. Maßnahmen zur Steigerung der Abgastemperatur bei Dieselmotoren. Dadurch ist es möglich, im realen Fahrbetrieb, d.h. bei Leerlauf und niedrigen Drehzahlen, bei vergleichbaren Schadstoffrohemissionen nachhaltig den realen Kraftstoffverbrauch zu senken. Die Untersuchungen an den realiserten Konzeptmotoren zeigen die möglichen Verbesserungen bzgl. der Anhebung der Temperatur des Abgasmassenstroms, des Kraftstoffverbrauchs und die notwendigen Anpassungen bei der Realisierung dieses Motorkonzeptes für einen Dieselmotor auf.

For almost thirty years bast fibers such as flax, hemp, kenaf, sisal and jute have been used as reinforcing material in the molding process of both thermoplastic and thermoset matrices. The main application areas of these natural fiber reinforced composites in Europe are limited almost exclusively to the passenger car range. Typical components are door panels, rear parcel shelves, instrument boards and trunk linings. Natural fiber reinforced composites have become prevalent due to their good mechanical properties and their low production costs. The main advantage in applying natural fibers as reinforcement in composite materials is the price. Nowadays this argument becomes more and more important due to the scarcity of synthetic raw materials and consequently, their rising prices. Additionally the low density (approx. 1.5 g/cm³) of natural fibers confers them a very good lightweight potential. Other advantageous features of natural fiber composites include very good processing and acoustic properties. Further benefits such as good life cycle assessment and easier processability compared to glass fiber material should also be taken into account. Disadvantages of natural fibers are unevenness of the fiber quality and varying fiber characteristics due to differences in soil, climate and fiber separation and their low heat resistance (at temperatures exceeding 220 °C, some fiber components start thermal degradation). Another disadvantage of natural fiber reinforced materials is that with some matrices (mostly thermoplastic polymers) a sufficient impregnation of the fibers can only be achieved if the fiber content in the composite is kept low, usually below 50 wt.-%. Under these conditions the best performance of the natural fiber reinforcement can not be realized. Another disadvantage of non-impregnated thermoplastic prepregs is the long processing cycle times, which result from heating up the enclosed air in the prepreg during the process. Alternatively pure natural fiber based non-woven fabrics are impregnated with thermoset systems. Due to the relatively simple handling compared to alternative procedures, the thermoforming of thermoset bonded prepregs is a very promising method for manufacturing natural fiber reinforced components. In this work, a novel general concept for natural fiber reinforced composites with a natural fiber content of approx. 80 wt.-% and a thermoset matrix is developed. A suitable material combination as well as an optimal process execution that help to meet the technical requirements for the natural fiber reinforced composites will be demonstrated. Hemp and kenaf have been chosen as reinforcement fibers. In this work it is shown that hemp and kenaf can be used as successful reinforcement alternatives to the more established flax fibers in composite materials. Short flax fibers, which are commonly used as reinforcement in composites (approx. 67 % for the German automotive applications), are the “waste” of the long fiber production and their availability and price strongly depend on the demand of the long fibers from the textile industry and therefore their cost can strongly fluctuate, as it has been demonstrated in the past few years. In contrast fiber plants such as hemp and kenaf are especifically cultivated for technical applications and their availability and price is much more stable. For their application a profound knowledge of the structural and mechanical properties of the fibers is indispensable. In this work single filament tensile tests on these two types of natural fibers are carried out. The cross-section area of both fibers, necessary for the calculation of the tensile properties, was intensively studied using light microscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis. Because the occurrence of flaws within the fiber is random in nature, tensile strength data of these fibers was statistically analyzed using the Weibull distribution. The strengths were estimated by means of Weibull statistics and then were compared to experimentally measured strengths. For a better handling of the material, both kenaf and hemp fibers were manufactured to needle punched fiber mats. For the impregnation of the natural fiber mats, a Foulard- process with the thermoset matrix as an aqueous solution was employed. The reproducibility of this impregnation process was examined. Different matrix Systems with different chemical compositions were applied on the needle punched fiber mats. The impregnated prepregs were heated and consolidated to components in a onestep- process. A big advantage of this procedure is the short cycle times, since no additional pre-heating process is required, in contrast to thermoplastic bonded prepregs. Additionally, a parameter study of the mechanical properties of the composites was performed. The best matrix system satisfying the work conditions and properties of the composites was chosen to carry out the next working step, namely optimization of the compression molding process for the thermoset bonded natural fiber prepregs. Apart from the material composition of prepregs, general processing parameters such as temperature, time and pressure play a decisive role for the quality of structures made of natural fiber reinforced polymers. The impregnated prepregs were consolidated in a one-step-process to components. A systematic parameter study of the influence of the relevant process parameters on the characteristics of manufactured components was performed. Mould temperatures over 200 °C lead to thermal degradation of the fibers. This temperature should not be exceeded when working with natural fibers. Furthermore, the composites clearly display a dependence on the processing pressure. The flexural properties increase with increasing manufacturing pressures between 15 and 60 bar, reaching a maximum at 60 bar. At higher pressures (80 to 200 bar) a decrease of the flexural properties is demonstrated. SEM images of the fracture surface of the composites show that the decrease of the mechanical properties is related to structural damage of the fiber. A new technology allowing pressing under vacuum conditions was developed and tested. The press is equipped with a vacuum chamber and achieves very short cycle processing times (up to less than one minute during the compression molding). The aspiration connections of the vacuum chamber ensure that the residual moisture and the condensation products of the matrix chemical reaction could be directly evacuated. This type of press ensures also very safe processing and working conditions. The properties of the components fulfill the technical specifications for natural fiber reinforced polymers for use in the car interior. This versatile composite material is not only limited to automotive applications, but may also be used for product manufacturing in other industries. This work shows that the process parameters can be optimized to fit a particular application.

The use of polymers subjected to various tribological situations has become state of the art. Owing to the advantages of self-lubrication and superior cleanliness, more and more polymer composites are now being used as sliding elements, which were formerly composed of metallic materials only. The feature that makes polymer composites so promising in industrial applications is the opportunity to tailor their properties with special fillers. The main aim of this study was to strength the importance of integrating various functional fillers in the design of wear-resistant polymer composites and to understand the role of fillers in modifying the wear behaviour of the materials. Special emphasis was focused on enhancement of the wear resistance of thermosetting and thermoplastic matrix composites by nano-TiO2 particles (with a diameter of 300nm). In order to optimize the content of various fillers, the tribological performance of a series of epoxy-based composites, filled with short carbon fibre (SCF), graphite, PTFE and nano-TiO2 in different proportions and combinations, was investigated. The patterns of frictional coefficient, wear resistance and contact temperature were examined by a pin-on-disc apparatus in a dry sliding condition under different contact pressures and sliding velocities. The experimental results indicated that the addition of nano-TiO2 effectively reduced the frictional coefficient, and consequently the contact temperature, of short-fibre reinforced epoxy composites. Based on scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) observations of the worn surfaces, a positive rolling effect of the nanoparticles between the material pairs was proposed, which led to remarkable reduction of the frictional coefficient. In particular, this rolling effect protected the SCF from more severe wear mechanisms, especially in high sliding pressure and speed situations. As a result, the load carrying capacity of materials was significantly improved. In addition, the different contributions of two solid lubricants, PTFE powders and graphite flakes, on the tribological performance of epoxy nanocomposites were compared. It seems that graphite contributes to the improved wear resistance in general, whereas PTFE can easily form a transfer film and reduce the wear rate, especially in the running-in period. A combination of SCF and solid lubricants (PTFE and graphite) together with TiO2 nanoparticles can achieve a synergistic effect on the wear behaviour of materials. The favourable effect of nanoparticles detected in epoxy composites was also found in the investigations of thermoplastic, e.g. polyamide (PA) 6,6 matrix. It was found that nanoparticles could reduce the friction coefficient and wear rate of the PA6,6 composite remarkably, when additionally incorporated with short carbon fibres and graphite flakes. In particular, the addition of nanoparticles contributed to an obvious enhancement of the tribological performances of the short-fibre reinforced, hightemperature resistant polymers, e.g. polyetherimide (PEI), especially under extreme sliding conditions. A procedure was proposed in order to correlate the contact temperature and the wear rate with the frictional dissipated energy. Based on this energy consideration, a better interpretation of the different performance of distinct tribo-systems is possible. The validity of the model was illustrated for various sliding tests under different conditions. Although simple quantitative formulations could not be expected at present, the study may lead to a fundamental understanding of the mechanisms controlling friction and wear from a general system point of view. Moreover, using the energybased models, the artificial neural network (ANN) approach was applied to the experimental data. The well-trained ANN has the potential to be further used for online monitoring and prediction of wear progress in practical applications. Die Verwendung von Polymeren im Hinblick auf verschiedene tribologische Anwendungen entspricht mittlerweile dem Stand der Technik. Aufgrund der Vorteile von Selbstschmierung und ausgezeichneter Sauberkeit werden polymere Verbundwerkstoffe immer mehr als Gleitelemente genutzt, welche früher ausschließlich aus metallischen Werkstoffen bestanden. Die Besonderheit, die polymere Verbundwerkstoffe so vielversprechend für industrielle Anwendungen macht, ist die Möglichkeit ihre Eigenschaften durch Zugabe von speziellen Füllstoffen maßzuschneidern. Das Hauptziel dieser Arbeit bestand darin, die Wichtigkeit der Integration verschiedener funktionalisierter Füllstoffe in den Aufbau polymerer Verbundwerkstoffe mit hohem Verschleißwiderstand aufzuzeigen und die Rolle der Füllstoffe hinsichtlich des Verschleißverhaltens zu verstehen. Hierbei lag besonderes Augenmerk auf der Verbesserung des Verschleißwiderstandes bei Verbunden mit duromerer und thermoplastischer Matrix durch die Präsenz von TiO2-Partikeln (Durchmesser 300nm). Das tribologische Verhalten epoxidharzbasierter Verbunde, gefüllt mit kurzen Kohlenstofffasern (SCF), Graphite, PTFE und nano-TiO2 in unterschiedlichen Proportionen und Kombinationen wurde untersucht, um den jeweiligen Füllstoffgehalt zu optimieren. Das Verhalten von Reibungskoeffizient, Verschleißwiderstand und Kontakttemperatur wurde unter Verwendung einer Stift-Scheibe Apparatur bei trockenem Gleitzustand, verschiedenen Kontaktdrücken und Gleitgeschwindigkeiten erforscht. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von nano-TiO2 in kohlenstofffaserverstärkte Epoxide den Reibungskoeffizienten und die Kontakttemperatur herabsetzen können. Basierend auf Aufnahmen der verschlissenen Oberflächen durch Rasterelektronen- (REM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) trat ein positiver Rolleffekt der Nanopartikel zwischen den Materialpaaren zum Vorschein, welcher zu einer beachtlichen Reduktion des Reibungskoeffizienten führte. Dieser Rolleffekt schützte insbesondere die SCF vor schwerwiegenderen Verschleißmechanismen, speziell bei hohem Gleitdruck und hohen Geschwindigkeiten. Als Ergebnis konnte die Tragfähigkeit dieser Materialien wesentlich verbessert werden. Zusätzlich wurde die Wirkung zweier fester Schmierstoffe (PTFE-Pulver und Graphit-Flocken) auf die tribologische Leistungsfähigkeit verglichen. Es scheint, daß Graphit generell zur Verbesserung des Verschleißwiderstandes beiträgt, wobei PTFE einen Transferfilm bilden kann und die Verschleißrate insbesondere in der Einlaufphase reduziert. Die Kombination von SCF und festen Schmierstoffen zusammen mit TiO2-Nanopartikeln kann einen Synergieeffekt bei dem Verschleißverhalten der Materialien hervorrufen. Der positive Effekt der Nanopartikel in Duromeren wurde ebenfalls bei den Untersuchungen von Thermoplasten (PA 66) gefunden. Die Nanopartikel konnten den Reibungskoeffizienten und die Verschleißrate der PA 66-Verbunde herabsetzen, wobei zusätzlich Kohlenstofffasern und Graphit-Flocken enthalten waren. Die Zugabe von Nanopartikeln trug offensichtlich auch zur Verbesserung der tribologischen Leistungsfähigkeit von SCF-verstärkten, hochtemperaturbeständigen Polymeren (PEI) insbesondere unter extremen Gleitzuständen, bei. Es wurde eine Methode vorgestellt, um die Kontakttemperatur und die Verschleißrate mit der durch Reibung dissipierten Energie zu korrelieren. Diese Energiebetrachtung ermöglicht eine bessere Interpretation der verschiedenen Eigenschaften von ausgewählten Tribo-Systemen. Die Gültigkeit dieses Models wurde für mehrere Gleittests unter verschiedenen Bedingungen erklärt. Vom generellen Blickpunkt eines tribologischen Systems aus mag diese Arbeit zu einem fundamentalen Verständnis der Mechanismen führen, welche das Reibungs und Verschleißverhalten kontrollieren, obwohl hier einfache quantitative (mathematische) Zusammenhänge bisher nicht zu erwarten sind. Der auf energiebasierenden Modellen fußende Lösungsansatz der neuronalen Netzwerke (ANN) wurde darüber hinaus auf die experimentellen Datensätze angewendet. Die gut trainierten ANN's besitzen das Potenzial sie in der praktischen Anwendungen zur Online- Datenauswertung und zur Vorhersage des Verschleißfortschritts einzusetzen.

Spätestens seit den 1990ern bildet die Lean Production den Status quo der Produktionssysteme in der diskreten Klein- und Großserienfertigung. Mittels der Umstellung auf eine nachfrageorientierte Produktion und Vermeidung jeglicher nicht-wertschöpfender Aktivitäten konnte die Lean Production bei geringen Investitionen hohe Effizienzsteigerungen erreichen. Heute stößt die Lean Production allerdings an ihre Grenzen, da sie nicht das Potenzial moderner Informations- und Kommunikationstechnologie berücksichtigt. Der Lean Production mangelt es u.a. an der notwendigen Wandelbarkeit der Fertigungslinien, um zukünftige Anforderungen wie z.B. eine kundenindividuelle Fertigung in Losgröße 1 zu ermöglichen. Die stattfindende Digitalisierung der Produktion will diesen zukünftigen Produktionsanforde-rungen gerecht werden. Neue digitale Technologien sowie die gestiegene Leistung der Kom-ponenten ermöglichen eine intelligente Produktion, die Mitarbeiter in komplexen Produktions-prozessen unterstützt. Der gleichzeitig stattfindende Preisverfall und die Miniaturisierung in der Informations- und Kommunikationstechnologie führen auch in der Produktion zu allgegenwärtigen, vernetzten Computern. Das Potenzial dieser technologischen Entwicklung ist unumstritten, dennoch mangelt es aktuell an einer übergreifenden und ganzheitlichen Betrachtung, die eine Integration der Digitalisierung und der neuen Anwendungen in bestehende Produktionsumgebungen miteinbezieht. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung einheitlicher informationstechnischer Schnittstellen für die Lean Production. Die erarbeitete Referenzarchitektur definiert technologieunabhängige Schnittstellen und schafft den notwendigen Rahmen für die Nutzung digitaler Technologien in bestehenden Lean-Methoden. Bestandteil der Referenzarchitektur ist eine Systemarchitektur, die Rollen und deren Verhältnisse beschreibt. Ergänzt wird sie durch ein Informationsmodell, das die je Rolle benötigten Funktionalitäten und die ausgetauschten Nachrichten spezifiziert, sowie durch eine Softwarearchitektur für die Umsetzung der Schnitt-stellen. Die Referenzarchitektur wurde auf einen bestehenden Forschungsdemonstrator der Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. exemplarisch übertragen.

Energieeffizientere Konstruktionen insbesondere in der Automobilindustrie und bei deren Zulieferern erfordern die Substitution schwerer Bauteile aus Stahl und anderen metallischen Werkstoffen durch entsprechende Leichtbauvarianten aus Kunst- bzw. Verbundwerkstoffen. Dieser Trend setzt sich nach der erfolgreichen Einführung von Kunststoffbauteilen im Innenraum von Automobilen auch vermehrt bei sicherheitsrelevanten Konstruktionen z.B. im Motorraum durch. Um die hohen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Materialien erfüllen zu können, werden überwiegend Faserverbundwerkstoffe eingesetzt. Da im Rahmen der Bauteilentwicklung der Einsatz der Finite-Elemente-Methode (FEM) mittlerweile zum Stand der Technik gehört, müssen auch für Faserverbundwerkstoffe die entsprechenden Materialmodelle auf ihre Anwendbarkeit hin überprüft und gegebenenfalls weiter oder neu entwickelt werden. In dieser Arbeit wird ein Versuchs- und Auswertekonzept zur Bestimmung der mechanischen Materialkennwerte von langglasfaserverstärktem Polypropylen (PP-LGF) vorgestellt und validiert. Es wird orthotrop visko-elasto-plastisches Materialverhalten des Verbundes angenommen. Zur Ermittlung der Datensätze für die FE-Simulation werden Zug- und Schubversuche bei fünf unterschiedlichen Abzugsgeschwindigkeiten von quasistatisch bis 10 m/s durchgeführt. Dabei werden mit Hilfe der Grauwertkorrelationsanalyse berührungslos Dehnungsfelder auf der Oberfläche der Probekörper erfasst und später mit Kraft-Zeit-Daten zu Spannungs-Dehnungs-Kurven verrechnet. Das orthotrope Materialverhalten von PP-LGF wird berücksichtigt, indem sowohl Zugversuche an Probekörpern mit vorwiegend in Zugrichtung als auch an solchen mit überwiegend quer dazu orientierten Fasern ausgewertet werden. Die Dehnratenabhängigkeit des Materials wird über einen visko-elasto-plastischen Ansatz in 1D getrennt für zwei Zugbelastungsrichtungen mathematisch beschrieben und die Parameter über einen Least-Square-Fit unter Verwendung des Levenberg- Marquardt-Verfahrens bestimmt. Im Rahmen eines Vergleichs experimentell ermittelter Verschiebungs- und Dehnungsfelder einer gelochten Zugprobe mit den Ergebnissen einer korrespondierenden FE-Simulation wird ein orthotrop elasto-plastischer Simulationsansatz in 3D validiert. Dabei wird eine Formulierung nach HILL für orthotropes Fließen berücksichtigt. Am Ende der Arbeit wird gezeigt, inwieweit das erfolgreich validierte Modell auf eine komplexere Bauteilgeometrie übertragen werden kann. Es wird deutlich, dass bei sehr komplexen Geometrien die Qualität der Simulationsergebnisse nicht nur vom verwendeten Materialmodell und der Güte der Materialparameter abhängt, sondern zunehmend von der Qualität einer der FEM vorgeschalteten Füllanalyse. The scarcity of raw materials such as oil and natural gas has led the necessity to design more and more energy-efficient constructions. This applies particularly to the automotive industry and its component suppliers. There are two possibilities to meet this obligation. On the one hand, one can develop new forms of drive concepts, e.g. hybrid or electric motors. On the other hand, the reduction of weight can significantly diminish the consumption of fuel. Especially in the aerospace industry every gram less counts. To put this requirement into action traditional materials, e.g. steel and cast iron, are replaced by new lightweight materials. This can be miscellaneous light alloys or one of several fibre reinforced plastics. After the production of plastic devices such as display panels in cars, more and more security-relevant plastic devices appeared. This report deals with one important material within the group of glass fibre reinforced thermoplastics i.e. long-glass-fibre reinforced polypropylene. Polypropylene with approximately 14% of the worldwide usage of plastics is very cheap and can support companies in cost-saving. This aspect becomes more and more important considering the expansion of global business competition, especially in the automotive industry. With approximately 50%, glass-fibre reinforced polypropylene is the dominant material in the group of glass fibre reinforced thermoplastics. To counteract the demand of shorter development times in the design process the automotive industry and its suppliers count on simulation tools such as the finite-element (FE)-simulation. For this reason the quality of the mathematical material models has to be improved and its parameters have to be identified. After choosing a suitable material model and identifying the corresponding parameters, a verification of both has to follow to assure their reliability. This is typically carried out by comparing measurement with simulation data at distinctive points of the considered geometry. With advanced performance of computer hardware and measurement systems it is possible to measure specimens and more complex geometries at high strain rates by means of high speed cameras and to conduct FE-Simulations in a justifiable time with sufficient accuracy Thus the following chapter firstly discusses the basics of continuum mechanics with its well-established mathematical formulations for anisotropic elasticity, plasticity and viscoelasticity and the corresponding rheological models. In chapter three the properties of the matrix material polypropylene are presented with more precise consideration of the strength and failure of the composite material under tensile load depending on the fibre length and volume. Thereafter, the geometry and dimensions of the specimens for tensile and shear tests are presented, together with a test sample which is used as an example for the design of automotive structures via coactions of measuring and simulation techniques. Chapter four deals with the state of the art in high speed testing, the experimental setup and its mode of operation as well as the explanation of different kinds of evaluation software which is used in this work. Here, the main focus is aimed at the determination and interpretation of displacement and strain fields with the grey scale method. The following paragraph describes different initial examinations of specimens and the test sample. In this context, exposures of fracture surfaces and polished micrograph sections were examined by means of optical and scanning electron microscopy. In this way discontinuities and cracks caused by the injection moulding process are detected. The quality of the specimens and the test sample and their suitability for systematic material testing are finally evaluated by means of thermoelastic stress analysis and a laser extensometer. With these systems a direct optical strain measurement can be accomplished to screen the homogeneity of specimens and parts. In chapter six an approach for an experimental method is presented for measuring displacement fields of the surface of specimens of long-glass-fibre reinforced polypropylene at high strain rate. A strategy is introduced for reasonable data evaluation to characterise stress strain behaviour under tensile and shear load. Specimens of long-glass-fibre polypropylene with a fibre volume content of 30% and 40% respectively, are tested and analysed. Anisotropy of the material is considered by testing specimens with fibres oriented either in the direction of the tensile load or perpendicular to it. The resulting stress strain curves for the two main directions are used as basis for identifying material properties for an orthotropic constitutive law. Hence the elastic parameters that are collected from stress strain curves are the axial modulus in fibre direction and perpendicular to it, the shear modulus in the fibre plane and the matrix plane and finally the lateral contraction in fibre direction, at right angle to it and in the matrix plane. After having collected the parameters for elasticity, the HILLcriterion is utilised to describe orthotropic plasticity. The different stresses at the yielding points related to the designated directions are used to compute the parameters of the HILL-criterion. Finally, in order to describe the strain-rate dependent behaviour of the material, a one dimensional rheological model with four relaxation terms is utilized to represent the set of curves resulting from tests of specimens at five different strain rates. The viscoelastic parameters are identified by means of a least square approach using the Levenberg-Marquardt algorithm. In chapter eight, the elastic-plastic orthotropic material model is verified for low strain rates. A specimen with a hole in its middle is exposed to a tensile load until break and simultaneously measured by means of a CCD-camera to obtain the two-dimensional displacement field on its surface. Comparison of the experimental displacements with the displacements of a finite-element model at the same points shows the quality of the material model and its parameters. Finally, in chapter nine, the results of a filling simulation of the test sample is shown and again a comparison of measured and simulated data is presented. This we describe the potential and the limits of current filling-simulation-software in conjunction with a popular finite-element-tool like ABAQUS. To conclude appropriate mathematical characterisation and reliable parameters of long-glass-fibre reinforced polypropylene require stringent experimental and theoretical characterisation. Complete specification of such a complex material is still very time-consuming and prone to mistakes during the whole sequence of operations. For this reason it is very important to improve the reliability of every single step in product engineering. Hence the performance of a mathematical material model is not only dependent on its formulation but also and particularly on the quality of its material parameters whether they are determined directly from material tests or by means of special optimization software. The best optimization tools can only optimize material parameters reliably if the underlying experimental data is just as reliable.