DIK-Projekt: Finite-Elemente-Simulation des dynamischen Verformungsverhaltens von geschäumten Elastomeren

Am Institut wurde ein Materialmodell zur Beschreibung des mechanischen Verhaltens von geschäumten Elastomeren entwickelt. Dieses Modell kann das äußerst komplexe Materialverhalten von geschäumten Elastomeren unter beliebiger mechanischer Beanspruchung realitätsnah abbilden. Hierbei wird über einen Homogenisierungsansatz ein funktionaler Zusammenhang zwischen den mechanischen Eigenschaften und dem Porengehalt berücksichtigt. Das  Materialmodell ist bisher für quasistatische Belastungszustände entwickelt worden, d.h. zeit- bzw. frequenzabhängige Eigenschaften, sowohl der Elastomermatrix als auch der Porenstruktur, können noch nicht abgebildet werden. Ziel dieses Projekts ist die Erweiterung des Modells bezüglich der zeitabhängigen Eigenschaften, die vor allem bei hochfrequenten Belastungen durch den spontanen Druckaufbau innerhalb der Porenstruktur auftreten können. Das Modell wird zudem in ein geeignetes Finite-Elemente-Programm implementiert, so dass es für die FE-Simulation von komplexeren, mehrdimensionalen Belastungszuständen genutzt werden kann.

16900_ DIK project: Finite element simulation of the dynamic deformation behavior of foamed elastomers

The institute has developed a material model to describe the mechanical behavior of foamed elastomers. This model can realistically depict the extremely complex material behavior of foamed elastomers under any mechanical stress. A functional relationship between the mechanical properties and the pore content is taken into account using a homogenization approach. The material model has so far been developed for quasi-static loading conditions, i.e. time- and frequency-dependent properties of both the elastomer matrix and the pore structure cannot yet be modeled. The aim of this project is to extend the model with regard to the time-dependent properties that can occur in particular under high-frequency loads due to the spontaneous pressure build-up within the pore structure. The model will also be implemented in a suitable finite element program so that it can be used for the FE simulation of more complex, multi-dimensional load conditions.