Auswahl von Materialgesetzen und Parameteridentifikation für nichtlinear‐elastische Werkstoffe

Elastomerbauteile werden für verschiedenste Anwendungen eingesetzt (z. B. Dichtungen, Kraftübertragungs‐ und Dämpfungselemente, Beschichtungen). Ihre Bedeutung für die Funktionsfähigkeit ganzer Baugruppen hat in den vergangenen Jahren stetig zugenommen. Den verhältnismäßig geringen Herstellungskosten von Elastomerbauteilen steht ein hoher Aufwand bei ihrer numerischen und experimentellen Auslegung gegenüber. Moderne Rechentechnik und geeignete Software (z. B. Finite‐Element‐Programme) geben Elastomerherstellern und ‐anwendern die Möglichkeit, das Verhalten von Elastomerbauteilen unter Berücksichtigung realitätsnaher geometrischer Verhältnisse und Randbedingungen in akzeptablen Rechenzeiten numerisch zu simulieren. Die Güte der dabei erzielten Ergebnisse hängt wesentlich von einer möglichst zutreffenden Modellierung des vergleichsweise komplizierten Materialverhaltens ab. Diese Arbeit gewährt einen Einblick in die Entwicklung und Anwendung von Materialgesetzen zur Beschreibung des hyperelastischen und viskoelastischen Materialverhaltens elastomerer Werkstoffe, die seit einigen Jahren am Fraunhofer‐Institut für Betriebsfestigkeit (LBF) durchgeführt werden. Große Bedeutung kommt dabei insbesondere der Erarbeitung geeigneter experimenteller und numerischer Methoden zur Identifikation der Materialparameter zu. Die verifizierten Materialmodelle werden in der industriellen Praxis für Strukturberechnungen und die Festigkeitsbeurteilung oder Einschätzung des Langzeitverhaltens von Elastomerbauteilen eingesetzt.