Modellbildung für elasto-plastisches Materialverhalten
Die Forschungsarbeit befasst sich mit der Modellierung von Komponenten aus kurzfaserverstärkten Kunststoffen. Die Mikrostruktur solcher Bauteile besitzt auf Grund des Herstellungsprozesses durch Spritzgießen stochastische Eigenschaften, welche auf der Makroebene zu örtlich streuenden Materialeigenschaften führt. Um die Strukturantwort unter Belastung richtig vorherzusagen, müssen diese Streuungen mit in der Modellierung berücksichtigt werden. Dies ist mittels klassischer Homogenisierungsmethoden nicht möglich, so dass auf probabilistische Ansätze zurückgegriffen wird, um die Materialmodellierung entsprechend zu erweitern und lokal streuende Materialeigenschaften auch auf der Makroebene abbilden zu können. Die Modellierung umfasst dabei sowohl linear-elastisches als auch elasto-plastisches Materialverhalten.
Gefördert werden diese Arbeiten unter anderem durch die Interne Forschungsförderung der HSU.
Kontakt:
PD Dr.–Ing. Natalie Rauter
Erweiterung auf Viskoelastizität
Kunststoffe zeigen ein viskoelastisches Materialverhalten infolge einer mechanischen Spannung. Wird eine Konstruktion über längere Zeit belastet, so erfährt der Kunststoff zusätzlich eine viskoelastische Verformung, die zeitlich weiter voranschreitet. Auch wenn die Spannung unterhalb der Streckgrenze liegt, kommt es zu bleibenden Verformungen und somit unter anderem zur Reduktion der Steifigkeit. Auf Grund von örtlich streuenden Materialeigenschaften von kurzfaserverstärkten Kunststoffen, wird die viskoelastische Modellierung mit dem Ansatz probabilistischer Methoden erweitert. Diese Modellierung beinhaltet sowohl experimentelle als auch numerische Ansätze.
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