Thermomechanische Modellierung dünner Polymerschichten

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Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein experimentell gestütztes, thermomechanisches Werkstoffmodell für die Beschreibung vernetzter elastomerer Polymerschichten zwischen Metallen zu entwickeln und numerisch umzusetzen. Das viskoelastisch-viskolastische Verhalten der Polymerschichten wird experimentell untersucht und als Funktion der Schichtdicke quantifiziert. Für die Simulation des mechanischen Verhaltens wird ein erweiterter kontinuumsmechanischer Ansatz gewählt, in dem ein zusätzlicher Strukturparameter, der die Bildung der Interphase beschreibt, enthalten ist. So wird es möglich, die Polymer-Interphase explizit in die makrokopische Betrachtung einzubeziehen und zu erfassen, wie es sich auf die globalen mechanischen Eigenschaften des Polymer-Metall-Verbundes auswirkt (Maßstabseffekt bei Veränderung der Schichtdicke). Die mikroskopische Adhäsion zwischen Polymer und Substrat wird durch geeignete Randbedingungen in der Simulation berücksichtigt. Eine erfolgreiche Bearbeitung des Projektes wird neue, werkstoffgerechte Möglichkeiten der Simulation des komplexen mechanischen Verhaltens von Polymer-Metall-Verbunden eröffnen, die in Folgearbeiten für dreidimensionale Probleme im Sinne der ingenieurmäßigen Anwendung für Klebungen, Dichtungen, Beschichtungen, Kompositwerkstoffe etc. weiterentwickelt werden können und sollen.