Die Deutsche Kautschuk-Gesellschaft (DKG), Frankfurt/M., und das Deutsches Institut für Kautschuktechnologie (DIK), Hannover, planen ein weiteres Gemeinschaftsprojekt. Diesmal geht es um „Finite-Elemente-Simulation des mechanischen Verhaltens von Moosgummibauteilen“. Die erste, für die Interessenten unverbindliche, Projektbesprechung findet am 2. Februar im wdk-Haus in Frankfurt statt.

Im Gegensatz zu konventionellen Werkstoffen stehen für das heterogene Moosgummi bislang kaum geeignete Werkzeuge zur allgemeinen Materialcharakterisierung zur Verfügung. Sowohl die experimentelle Untersuchung mit Hilfe von üblichen Kraft-Verformungs-Tests als auch die numerische Simulation des Materialverhaltens mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) sind auf gewöhnlichem Wege nicht möglich. Bezeichnend hierfür ist es, dass in kommerziellen Finite-Elemente-Programmen bis heute noch kein allgemein gültiges Materialmodell für Moosgummi zur Verfügung steht.

Am Deutschen Institut für Kautschuktechnologie wird deshalb ein Materialmodell zur Beschreibung des mechanischen Verhaltens von Moosgummi entwickelt. Es soll dessen komplexes Materialverhalten unter beliebiger mechanischer Beanspruchung abbilden können. Hierzu wird ein Übergang einer mikromechanischen Betrachtung mit Berücksichtigung der intrinsischen Eigenschaften (zum Beispiel offene/geschlossene Poren, Porenvolumen, -verteilung und -geometrie) zur makroskopischen Antwort des Werkstoffs auf äußere Belastungszustände entwickelt.

Als erstes wird dazu eine mikromechanische Simulation der Moosgummistruktur unter einfachen Belastungen durchgeführt, um die Auswirkung der Porenkennzahlen auf das Gesamtsystem zu untersuchen. Der zweite Schritt besteht darin, die erlangten Informationen über die Mikrostruktur als Materialparameter an ein modular aufgebautes Makromodell zu übergeben, das letztendlich als Ausgangsmodell zur Berechnung der komplexen Bauteilgeometrien genutzt wird. Während der Umsetzung und zur endgültigen Verifizierung des Materialmodells werden experimentelle Untersuchungen an problemangepassten Probekörpern und Bauteilen realisiert und mit den Ergebnissen aus der Finite-Elemente-Simulation abgeglichen.

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Unternehmen

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