THEVE - A new physically motivated thermoviscoelastic model for filled elastomers to investigate the material response under dynamic loading conditions on rolling tires

Ziel des von der Luxembourgischen Forschungsgesellschaft (FNR) geförderten Projekts ist die numerische Untersuchung der Effizienz von speziellen Elastomerwerkstoffen im Hinblick auf dessen Rollwiderstandseigenschaften. Hierzu wird das so genannte Dynamische Flockulationsmodell (DFM) eingesetzt und weiterentwickelt. Dieses physikalisch motivierte Materialmodell kann das inelastische Materialverhalten von gefüllten Elastomeren unter zyklischer Belastungshistorie (wie z.B. Mullins-Effekt und Spannungs-Dehnungs-Hysterese) in einem großen Dehnungsbereich realitätsnah darstellen. Die Erweiterung des Materialmodells auf zeit- und temperaturabhängige Phänomene ermöglicht eine genauere Abbildung der dissipativen Eigenschaften des Materials unter dynamischen Belastungen, wie sie beim rollenden Reifen auftreten. Schließlich wird mithilfe des Materialmodells eine Korrelation zwischen der auftretenden Dissipation und dem Rollwiderstand hergestellt, die zur gezielten Materialauswahl für Reifenlaufflächen genutzt werden kann.

16897_ THEVE - A new physically motivated thermoviscoelastic model for filled elastomers to investigate the material response under dynamic loading conditions on rolling tires

The aim of the project funded by the Luxembourg Research Foundation (FNR) is the numerical investigation of the efficiency of special elastomer materials with regard to their rolling resistance properties. The so-called dynamic flocculation model (DFM) is being used and further developed for this purpose. This physically motivated material model can realistically represent the inelastic material behavior of filled elastomers under cyclic load history (e.g. Mullins effect and stress-strain hysteresis) in a large strain range. The extension of the material model to time- and temperature-dependent phenomena enables a more accurate representation of the dissipative properties of the material under dynamic loads, as they occur in rolling tires. Finally, the material model is used to establish a correlation between the dissipation that occurs and the rolling resistance, which can be used for the targeted selection of materials for tire treads.