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Simulation of the Internal Sample Temperature of Rubber Components During Cyclic Deformation

19.Juni 2011 -

The heat-build up of elastomers under mechanical load is simulated by applying a recently developed model. Therefore the dissipated energy per cycle and the composite dependent material parameters like heat capacity and thermal conductivity are determined and used as input parameters. The temperature profile over the diameter and the maximum internal sample temperature in dependence of time is calculated. A variation of the input parameters has been performed in order to analyze their systematic influence on the simulated temperatures. The model is applied for different polymer types as well as varying filler content. A verification of the simulated temperatures is performed by measuring the surface temperature by a infra-red camera and the internal temperature by a thermal sensor.

Simulation der Temperaturentwicklung im Inneren von Gummi- Bauteilen während zyklischer Belastung
Die Erwärmung von Elastomeren unter mechanischer Belastung (heat-buildup) wird durch ein kürzlich entwickeltes Modell simuliert. Hierfür werden die dissipierte Energie und die materialspezifischen Eigenschaften wie Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit bestimmt und anschließend als Input-Parameter für die Simulation genutzt. Mit Hilfe des Modells wird das Temperaturprofil über den Probenquerschnitt und damit auch die maximale innere Probentemperatur in Abhängigkeit von der Belastungszeit simuliert. Eine Variation der Input-Parameter wird durchgeführt, um den systematischen Einfluss auf die simulierten Temperaturen zu analysieren. Das Modell wird für verschiedene Polymertypen sowie Füllstoffmengen validiert, inbesondere durch Messung der real erreichten Oberflächentemperatur mittels Infrarotkammera bzw. inneren Temperatur anhand eines Einstich-Temperatursensors.

 

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