Mechanische Belastungsgrenzen dynamisch belasteter Silikonelastomere unter besonderer Berücksichtigung von Alterungseinflüssen durch Temperatur- und Ozonbelastung

动态负载有机硅弹性体的机械负载限制，特别考虑由于温度和臭氧暴露造成的老化影响

• 批准号: 18203109
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Peter Werner Gold
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung (MSE)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/18203109?language=en
• 关键词: Mechanische; Belastungsgrenzen; dynamisch; belasteter; Silikonelastomere

Bauteile aus Elastomerwerkstoffen werden im Maschinenbau und in der Antriebstechnik häufig verwendet. Im Vordergrund stehen bei diesen Werkstoffen schwingungstechnische Eigenschaften. Daneben ist jedoch die Lebensdauer von solchen Elastomerbauteilen eine wesentliche Kenngröße. Bis jetzt werden für dynamisch belastete Elastomerbauteile überwiegend Naturkautschuke eingesetzt; aufgrund ihrer überragenden Eigenschaften werden zunehmend Silikonelastomere interessant. Silikonelastomere zeigen über einen weiten Temperaturbereich (-50 bis + 200 °C) kaum Änderungen der mechanischen Eigenschaften. Sie haben hervorragende und einzigartige Eigenschaften, beispielsweise sehr gute Heißluftbeständigkeit, sehr hohe Flammwidrigkeit, gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien, hohe Transparenz und eine gute Biokompatibilität [19]. Auch sind Silikonelastomere weitgehend gegen Ozon beständig. Eine Möglichkeit die Lebensdauer von Elastomerbauteilen für die Versagensursache Ermüdung abzuschätzen, stellt das Wöhlerlinienkonzept dar. Hierzu ist am IME ein Prüfkonzept bestehend aus Prüfkörper und Prüfstand für Naturkautschuk NR entwickelt worden. Es sind umfangreiche Versuche am IME an Probekörpern aus NR durchgeführt worden, die durch die vorherrschend einachsige Beanspruchung Drehschub belastet wurden. Aus den Versuchsergebnissen wurden statistisch abgesicherte Wöhlerlinien ermittelt, die im Zeitfestigkeitsgebiet prinzipiell einen ähnlichen Vertrauensbereich abdecken wie entsprechende Versuche für Stahl. Im Gegensatz zu Stahl konnte jedoch auch bei sehr hohen Lastwechselzahlen kein Übergang zu einem Dauerfestigkeitsbereich gefunden werden. Die Übertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf reale Bauteile gelingt am Beispiel von auf Drehschub belasteten Kupplungen sehr gut. Zusätzlich zu den Versuchen mit Probekörpern aus NR sind am IME erste Versuche an Proben aus Silikonelastomeren durchgeführt worden. Hierbei zeigte sich, dass die Silikonproben bei Raumtemperatur bei gleichen dynamischen Belastungen sehr viel früher (ca. Faktor 5) ausfielen, als NR-Probekörper. Bei einer Umgebungstemperatur von 100 °C verschlechterten sich die ertragbaren Belastungen bei NR drastisch, bei Silikonelastomeren war nur ein geringer Abfall festzustellen. Dieses Verhalten der Silikon-Probekörper zeigt beispielhaft, dass sich die wesentlichen positiven Eigenschaften der Silikonelastomere erst bei komplexen Beanspruchungszuständen aus mechanischer Belastung, Temperatur und Alterung zeigen. Das Ausfallverhalten von dynamisch belasteten Silikonelastomeren ist nur unzureichend bekannt. Am Beispiel der auf Drehschub beanspruchten Probekörper soll nun unter Anwendung der erprobten Methoden und neuartiger Untersuchungsmethoden [2, 22, 23, 42] diese Situation geändert werden. Es soll untersucht werden, wie Silikonelastomere unter Einfluss von Temperatur- und Ozonbelastung versagen. Die mechanischen Eigenschaften (Steifigkeit, Dämpfung, Setzung etc.) sollen auf einem servoelektrischen Prüfstand bestimmt werden. Die chemischen Vorgänge im Elastomer und seinem Netzwerk sollen mit der magnetischen Resonanzspektroskopie (NMR) erfasst werden. Insbesondere Querschnitts-Untersuchungen mit Hilfe der NMR sollen erstmals detaillierten Aufschluss über das Versagensverhalten von Silikonelastomeren geben. Ziel des Vorhabens ist es, das Wöhlerlinienkonzept für NR um Silikonelastomere zu ergänzen. Für verschiedene Temperaturbelastungen sollen Wöhler- und Haighdiagramme erstellt werden, um das elastomerspezifische Schädigungsverhalten zu bestimmen.

在Antriebstechnik häuig verwendet的一个地方，我们可以在Maschinenbau和Bauteile Aus Elastomerwerkstoffen。我是Vordergrund Stehen Be Diesen Werkstoffen Schwingungstechnische Eigenschaften。这是一件很重要的事情，因为这是一件很重要的事情，因为这是一件非常重要的事情。Silikonelstomere zeigenüber einen Weiten Temperaturberich(-50 bis+200°C)kaumünderungen der machischen Eigenschaften.他说：“这是一件非常重要的事情，因为这是一件非常重要的事情。这就是我们最好的选择。这是一件非常重要的事情，因为这是一件非常重要的事情。这是我在Prüfkonzept是Aus Prüfkörper和Prüfstand für Naturkautschuk NR entwickelt Worden。这句话的意思是：如果你在工作中遇到了麻烦，你会发现你的每一件事都不会发生。Aus den Versuhsergebnissen Wurden Statisch abgesicherte Wöhlerlinien ermittelt，die in Zeitfestigkeitsgebiet print zipiell einenähnlichen Vertrauensbereich abdecken Wie sprechende Versuhe für Stahl.我是Gegensatz zu Stahl Konnte Jedoch auch be sehr Hohr Hohen Lastwechselzahlen kein u einem Dauerfestigkeitsbereich gefunden wenden。他说：“这是一件非常重要的事情。”这是一件非常重要的事情，我不知道该怎么做。他说：“这是一件非常重要的事情，我不知道该怎么做。在100摄氏度的垂直温度下，所有的人都会选择弹性体，而不是其他人。这是一件非常重要的事情，因为这是一件非常重要的事情，因为这是一件非常重要的事情。这是一种很好的弹性体形式。在[2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][2，22，23，42][这是唯一的一种，也就是说，这是一种温度的变化。Eigenschaften模具机构(Steifigkeit、Dämpfung、Setzung等)他说：“我不知道这是怎么回事。这是一种新的化学方法，它是一种具有弹性和弹性的材料，具有良好的磁性。[参考译文]Insbecondere Querschnitts-Untersuhugen MIT Hilfe der NMR Sollen erstmals详细说明Versagensverhalten von Silikonelastmer en geben.您的位置：我也知道>教育/科学>教育/科学>科学与技术。这是一个非常重要的问题，也就是说，我们的经济发展很快。