Effiziente numerische Lösungsverfahren für die dreidimensionale Finite Element Analyse von Elastomerbauteilen im Rollkontakt

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Im Rahmen der geplanten Forschungsarbeiten sollen Finite Element (FE) Methoden und Lösungsalgorithmen für die effiziente Analyse von dreidimensionalen Rollkontaktproblemen entwickelt werden, wobei der rollende Körper aus elastomeren Werkstoffen besteht, während der andere Kontaktpartner als rauer Starrkörper modelliert werden kann (z.B. Reifen-Fahrbahn-Kontakt). Dafür sind insbesondere im Rahmen einer relativkinematischen ALE-Betrachtungsweise, welche heute für die Berechnung stationärer Rollkontaktprobleme mit elastischen Materialeigenschaften etabliert ist, numerisch effiziente Integrationsverfahren sowohl für die Behandlung des thermo-mechanischen Kontaktes (TP 3) als auch der inelastischen Materialeigenschaften elastomerer, gummiartiger Festkörper (TP 2a, 2b) zu entwickeln, erproben und validieren sowie in ein allgemein zugängliches FE-Programmsystem zu implementieren. Exemplarisch angewandt werden diese Methoden für die Berechnung stationär rollender Pkw-Reifen.