Improving the Prediction of Stress Softening in Rubber Components

12/2007 Dezember

This research develops a method for assimilating stress softening of elastomers into finite element analysis (FEA) using standard software and phenomenological material models. This required the design and implementation of a user subroutine which can be included in standard code to allow accurate simulation of stress softening effects for elastomeric components or test specimens. Experimental methods corroborated the FEA simulations and hence validated the subroutine allowing its implementation. The method used in conjunction with physical testing was 3D Image Correlation Photogrammetry using the commercially available system ARAMIS. The paper also describes the experimental procedure to conduct measurements of localised deformations and strains using ARAMIS for specimens of different geometries. A comparison of experimental values from ARAMIS and those from FEA was made to validate the FEA simulation of stress softening effects. The results for different rubber specimens are presented.

Konzepte zur Vorhersage der Spannungserweichung in Elastomerbauteilen
Der Artikel beschreibt eine Methode zur Berücksichtigung von Spannungserweichungseffekten in Elastomeren bei Finite-Elemente-Analysen (FEA) mit Hilfe von phänomenologischen Materialmodellen und kommerziell verfügbaren Programmpaketen. Dies erforderte die Entwicklung und Implementierung einer ”user-subroutine”, die die lokale Spannungserweichung in Laborprüfkörpern und Bauteilen adäquat beschreiben kann. Experimentelle Untersuchungen der lokalen Verformungen mit Hilfe der 3D-Photogrammetrie haben die FE-Berechnungen bestätigt. Der Artikel geht weiterhin auf die Anwendung der 3D-Photogrammetrie zur Untersuchung lokaler Verformungen ein, wobei exemplarisch Laborprüfkörper und Bauteile behandelt warden.