Technische Produkte

Experimental and Numerical Aspects of Cavitation

28.April 2003 - Rubber isolation systems represent an effective method to isolate the superstructure from seismic ground accelerations. In this study, two sets of high-damping natural rubber bearings are subjected to characterization tests to determine the corresponding stiffness parameters. Bearings with flat steel laminae represent the first set, while the second one has inclined steel plates necessary to obtain a transversely non-isotropic response. During shear deformation a negative hydrostatic stress state and irreversible material damage in the form of internal rupture develops. The cavitation region is not visible from the outside and thus not recognized or accounted for during experimentation. Numerical simulation using a cavitation damage model based on a variable bulk modulus quantifies the amount of stiffness reduction attributed to internal rupture in the material. It is shown that the amount and extension of damage is much more severe for elastomeric bearings when inclined steel plates are used to generate anisotropy in the in-plane response.

Experimentelle und numerische Aspekte der Kavitation
Isolationssysteme mit Gummilagern stellen eine effektive Methode dar um ein Bauwerk vor Bodenbeschleunigungen aus Erdbebentätigkeit zu isolieren. In dieser Untersuchung wurden die Steifigkeiten von Lagern aus hochdämpfendem Gummi mit unterschiedlicher Bauart experimentell bestimmt. Die erste Baureihe der Lager war mit flachen Stahlplatten und die zweite aus geneigten, um ein nicht transversal isotropes Verhalten zu erreichen. Bei den Schubversuchen entstanden hohe hydrostatische Spannungszustände und irreversible Schädigungen durch Materialversagen. Die Kavitation in den Gummischichten ist von außen nicht sichtbar und wurde deshalb während der Versuche nicht bemerkt. Numerische Simulationen mit einem Kavitationsschädigungsmodell, das auf einem veränderlichen Kompressionsmodul basiert, quantifizieren die Steifigkeitsreduktion die durch das Materialversagen entsteht. Die Untersuchungen zeigten weiters, daß die Ausdehnung des Kavitationsbereiches für die nicht transversal isotropen Lager mit den geneigten Stahlplatten viel größer ist als für flache Gummilager.

Nur für Abonnenten

Der vollständige Inhalt ist nur für Abonnenten der Fachzeitschrift KGK zugänglich. Bitte loggen Sie sich ein oder abonnieren Sie unsere Zeitschrift, um fortzufahren.

LOGIN

Sie sind bereits Abonnent?
Loggen Sie sich hier ein:

Sie sind noch kein Abonnent?

Als Abonnent der Fachzeitschrift KGK haben Sie Zugriff auf alle Inhalte des Portals kgk-rubberpoint.de

Loader-Icon