Beschreibung der multiaxialen mechanischen Eigenschaften von isotropen Polymerschäumen auf der Basis von mikro- und makromechanischen Konzepten

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Das beabsichtigte Forschungsvorhaben ist der Identifikation, Beschreibung und Vorhersage der effektiven Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften von geschlossen-porigen Polymerschäumen gewidmet. Dabei soll ein dreigleisiger Zugang zur Materialcharakterisierung erschlossen werden.Zum Einen soll eine räumliche mikromechanische Modellierung anhand von periodischen repräsentativen Tetrakaidekaeder- Einheitszellen auf dem Weg der numerischen Homogenisierung erfolgen. Dabei sind mit μ-CT aufgenommene Imperfektionen der Mikrostruktur zu berücksichtigen. Neben quantitativen Aussagen sollte die mikromechanische Analyse auch Aufschluss über die zu erwartenden mikromechanischen Versagensmoden geben. Zum Zweiten soll eine makroskopisch-phänomenologische Beschreibung der Effektiveigenschaften erfolgen, wobei geeignete Darstellungen für die Versagensflächen zu identifizieren sind. Schließlich soll das räumliche Steifigkeits- und Versagensgeschehen durch neue, mehraxiale Versuchsführungen auch experimentell ermittelt werden.Im Wechselspiel mit den experimentellen Ergebnissen sind die mikromechanischen und makroskopisch-phänomenologischen Beschreibungen sorgfältig aufeinander abzustimmen und quantitativ abzugleichen. Auf diesem Weg werden sich ein vertieftes Verständnis und eine fortgeschrittene Beschreibung vorhandener Polymerschäume bewerkstelligen lassen. Des Weiteren ist eine Erzeugung von virtuellen Polymerschäumen mit vorgebbaren Wunscheigenschaften möglich.