Ethylen‐Tetrafluorethylen‐Folien unter Dauerlast

Folien des Fluorpolymers Ethylen/Tetrafluorethylen, kurz ETFE, weisen ein nichtlinear viskoelastisches Werkstoffverhalten auf. Zur Beschreibung dieses Verhaltens wird im vorliegenden Beitrag ein rheologisches Modell vorgestellt. Das zugrunde gelegte Burgers‐Modell wurde zur Berücksichtigung des Niveaus der Beanspruchung und der Temperatur um neue Modellparameter erweitert. Der Vergleich der experimentell ermittelten und der prognostizierten Dehnungs‐Zeitverläufe zeigt die Qualität des Modells für die Beschreibung von isothermen Dauerlastversuchen auf. Alle Parameter des Modells können aus isothermen Kurzzeit‐ und Dauerlastversuchen direkt an ETFE‐Folien bestimmt werden, wodurch die Anwendbarkeit des Modells in der Praxis gegeben ist. Des Weiteren können durch das vorgestellte Modell unter Anwendung eines modifizierten Superpositionsprinzips auch lang andauernde, nicht konstante Beanspruchungsverläufe unter gleichbleibender Temperatur beschrieben werden. Die Modellierung von in isothermen Lastwiederholungsversuchen gemessenen Dehnungen gelingt sowohl qualitativ als auch für die praktische Anwendung ausreichend quantitativ. Die Fragestellung des Einflusses des anisothermen, natürlichen Klimas auf das zeitabhängige Werkstoffverhalten wurde in mehrjährigen Dauerlastversuchen untersucht. Die aus diesen Versuchen abgeleitete äquivalente Temperatur bietet einen Ansatzpunkt für die in der Bemessungsaufgabe zu berücksichtigenden Bauteiltemperaturen.