Homogenisierungsverfahren hochporöser Schaumstoffe und deren numerische Simulation

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In der heutigen Gesellschaft finden - bedingt durch verbesserte und optimierte Herstellungsverfahren - in zunehmendem Maße Materialien Verwendung, deren Eigenschaften speziell auf ihr Anwendungsgebiet abgestimmt sind. Hierzu zählen sicherlich mehrphasige Schaumstoffmaterialien, wie z.B. der Partikelschaumstoff Neopolen, der in seinem Grundmaterial aus dem thermoplastischen Kunststoff Polypropylen besteht. Das Neopolen findet hauptsächlich in jenen Industriezweigen Verwendung, wo seine stoßabsorbierenden und wärmedämmenden Eigenschaften zum Tragen kommen. Innerhalb dieses Projektes wird, beispielhaft für einen hochporösen Schaumstoff, der Partikelschaum Neopolen betrachtet. Hierfür sollen homogenisierte Materialgesetze unter Berücksichtigung des mikrostrukturellen Aufbaus des Materials entwickelt werden. Es wird dafür der Weg des Homogenisierungsprozesses beschritten. Ausgehend von einem repräsentativen Volumenelement auf der Mesoebene der Schaumstoffpartikel soll ein adaptives, numerisches Modell erstellt werden, mit dem der Herstellungsprozess des endgültigen Schaumstoffes modelliert werden kann. Es werden dann effektive Materialparameter ermittelt, mit deren Hilfe homogenisierte Materialgleichungen aufgestellt werden können.