Vergleich von äquibiaxialen Prüfständen zur Kalibrierung von Werkstoffmodellen

05/2011 Mai

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Für die effiziente Auslegung von Elastomerbauteilen hat sich die Struktursimulation mittels der Finite-Elemente- Methode (FEM) als unverzichtbares Werkzeug entwickelt. Oftmals erfolgt die Kalibrierung der entsprechenden Materialmodelle lediglich durch einachsige Zugversuche. Da technische Elastomerbauteile aber in der Regel mehrachsigen Belastungen unterliegen, ist die Durchführung von multiaxialen Werkstoffprüfungen für eine genaue Struktursimulation unerlässlich. Bei den Freudenberg Forschungsdiensten (FFD) sowie dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) existieren verschiedenartige Ansätze zur Prüfung des äquibiaxialen Beanspruchungszustands, der sich sehr leicht in einen Druckzustand umrechnen lässt. Trotz der zugrundeliegenden prinzipiellen und apparativen Unterschiede bei den Freudenberg Forschungsdiensten (FFD) und am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) ist es gelungen, mit beiden Methoden vergleichbare Materialantworten für diesen Belastungsmodus zu bestimmen.

Comparison of Equibiaxial Testing Devices for Parameter Calibration of Material Models
For the efficient dimensioning of elastomer parts the structural simulation by means of Finite Element Analysis (FEA) has developed to be an indispensable tool. For the calibration of these models often only uniaxial tensile tests are conducted to estimate the material parameters. However since technical elastomer parts are usually multiaxially loaded, the accomplishment of multiaxial material testing for a precise structural simulation is essential. Different approaches for the testing of the equibiaxial tensile load condition, which can be easily converted into a pressure load condition, exist at Freudenberg Forschungsdienste (FFD) as well as at the Institute of Plastics Processing (IKV). Despite the differences at (FFD) and at the IKV in the basic principles and the mechanical set-up of both methods, comparable material answers for this load condition can be determined.