Mikromechanik der inneren Reibung und nicht-lineare Hystereseverluste von Elastomeren beim Rollen und Gleiten über raue Oberflächen

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Die Wirkung nicht-linearer Hystereseverluste auf das Reibverhalten soll anhand mikromechanischer Konzepte zur inneren Reibung von füllstoffverstärkten Elastomeren modelliert werden. Dabei soll auf ein kürzlich entwickeltes Modell zum spannungsinduzierten Bruch von Füllstoffclustern zurückgegriffen werden, das eine fundierte mikromechanische Beschreibung der Spannungserweichung und Hysterese von verstärkten Elastomeren unter quasistatischen Bedingungen erlaubt. Das Modell wird bezüglich einer expliziten Zeitabhängigkeit der freien Energiedichte erweitert und im Hinblick auf eine FE-Implementierung aufgearbeitet. Zur Identifizierung der mikroskopischen Materialparameter werden viskoelastische Kennfelder als Funktion von Amplitude, Frequenz und Temperatur an einer Serie von ruß- und kieselsäuregefüllten Elastomeren (Modell- und Reifenmischungen) ermittelt. Zudem werden uni- und biaxiale Hysteresezyklen unter harmonischer und gepulster Anregung an zwei servohydraulischen Prüfständen gemessen. Damit soll das Deformationsverhalten der Reifenlauffläche nachgestellt werden und die Anwendbarkeit des entwickelten Materialmodells auf multiaxiale Spannungszustände, wie sie z.B. im rollenden Reifen oder beim Gleiten von Elastomeren über raue Oberflächen auftreten, überprüft werden.