Untersuchung verschiedener Ansätze zur Beschreibung der Spannungsentwicklung in nicht-isothermen Strömungen viskoelastischer Schmelzen in Profilextrusinswerkzeugen

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Am IKV ist eine entkoppelte Vorgehensweise zur Analyse der Spannungsentwicklung viskoelastischer Schmelzen in komplexen Fließkanalgeometrien entwickelt worden. Hierbei werden Strömungen zunächst strukturviskos mit Hilfe der FEM berechnet, um anschließend entlang von Bahnlinien Spannungsentwicklungen mit Hilfe eines viskoelastischen Stoffmodells zu berechnen. Das daraus entstandene Programm zur Spannungsberechnung ist modular und variabel aufgebaut, so dass verschiedene viskoelastische Stoffmodelle (integrale und differentielle) aus der Literatur untersucht werden können. Im Vergleich mit experimentellen Ergebnissen findet eine Bewertung der Genauigkeit verschiedener Ansätze statt. Neben diesem Ziel und im Hinblick auf die Anwendbarkeit der Spannungsberechnung zur verbesserten Auslegung von Extrusionswerkzeugen werden zusätzlich Aussagen über die Verfügbarkeit der entsprechenden Materialparameter gewonnen. In diesem Forschungsprojekt liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der nicht-isothermen Betrachtung der Vorgänge. Ohne die Berücksichtigung der Temperaturverteilung im Fließkanal kann es aufgrund der temperaturabhängigen Materialparameter zu Fehlern kommen, die den Vergleich zwischen den einzelnen Stoffmodellen verzerren. Der Einfluss der Temperaturverteilung wird erfasst und bewertet.