Modellierung der Versprödung von elastomeren Werkstoffen

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Ein wichtiger Aspekt bei der Auslegung und Bewertung von aus elastomeren Materialien gefertigten Bauteilen besteht darin, dass sich das Materialverhalten durch Alterungsprozesse allmählich verändert. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung von konstitutiven Gleichungen zur Beschreibung von gealterten Elastomeren. Im Gegensatz zu bisher verwendeten Materialformulierungen, die ausschließlich für ungealterte Elastomere entwickelt wurden, muss hierbei anisotropes Materialverhalten infolge von Versprödungsrissen berücksichtigt werden. Die Darstellung der Mikroschädigung soll durch die Kopplung einer realitätsnahen Schädigungsformulierung mit einem bruchmechanischen Ansatz unter Verwendung von materiellen Kräften erreicht werden. Die diskrete Modellierung eines geschädigten Elastomers, d.h. eines Materials mit wachsenden diskreten Mikrorissen, erfolgt auf der Mesoebene. Über eine numerische Homogenisierung lässt sich hieraus das kontinuierliche Materialverhalten auf der Makroebene bestimmen. Dieses simulierte Materialverhalten bildet die Grundlage für die Identifikation der Materialparameter der zu entwickelnden anisotropen Materialformulierungen. Die konstitutiven Gleichungen sind konsistent zu linearisieren und in ein Finite Elemente Programm zu implementieren.