Frictional contact of elastomer materials considering thermomechanical effects

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Im Rahmen der geplanten Forschungsarbeiten soll eine Konstitutivbeziehung für das Kontaktinterface zwischen Elastomerwerkstoffen und harten, rauen Oberflächen thermodynamisch konsistent formuliert werden. Zu untersuchen sind dabei als wesentliche Effekte die Frequenz- und Temperaturabhängigkeit. Ferner müssen noch die aus dem Elastomer herrührenden Hysterese-Effekte Berücksichtigung finden. Um das Forschungsziel zu erreichen, werden theoretische Untersuchungen auf der Basis thermodynamisch konsistenter Materialgleichung für den Reibkontakt durchgeführt, die einen thermo-elasto-viskosen Ansatz in der Kontaktzone beinhalten. Daneben werden dreidimensionale numerische Tests von Elastomerproben durchgeführt, die unter Normalbelastung über raue Oberflächen gezogen werden. Dabei werden auch thermische Effekte berücksichtigt. Mittels Homogenisierungsstrategien werden dann die Zusammenhänge zwischen den Reibspannungen und der Normalspannung ermittelt und den theoretischen Ansätzen gegenübergestellt. Weiterhin dienen die numerischen Simulationen dem Verständnis der thermo-mechanischen Prozesse im Kontaktbereich. Die auf diese Weise neu entwickelten Materialgleichungen werden in einen FE-Code implementiert und so den anderen Mitgliedern der Forschergruppe zur Verfügung gestellt.