Entwicklung von Materialmodellen zur Alterung von Elastomerwerkstoffen
Als Folge von Alterungsprozessen bei Elastomerwerkstoffen tritt Rissbildung während der Nutzungsdauer auf.
Das Forschungsprojekt beinhaltet neben der Untersuchung des Rissfortschritts auf der Mesoebene, der Transformation der Ergebnisse auf die Makroebene und die Formulierung eines makroskopischen Schädigungsmodells zur Anwendung bei numerischen Untersuchungen derartiger Materialien.
Die erste Projektphase ist der Untersuchung von Rissphänomenen auf der Mesoebene gewidmet.
Zur Abbildung von Rissinitiierung und Rissfortschritt innerhalb einer geometrisch und physikalisch nichtlinearen Finite-Element-Software kommen Kohäsivzonenelemente zur Anwendung.
Die Übertragung der Berechnungsergebnisse von der Meso- auf die Makroebene erfolgt unter Anwendung geeigneter Homogenisierungsalgorithmen.
Das makroskopische Materialverhalten bei ein- und mehrachsiger homogener Zug- und Schubbeanspruchung wird aus der Strukturantwort des heterogenen Modells auf Mesoebene ermittelt.
Abschließend wird das entfestigende Materialverhalten in Folge der Rissentwicklung durch eine phänomenologische Schädigungsformulierung abgebildet.