Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-23130
Titel: Charakterisierung des nichtlinear-viskoelastischen Materialverhaltens gefüllter Elastomere
Sonstige Titel: Characterization of the non-linear viscoelastic behavior of filled elastomers
Verfasser: Scheffer, Tobias
Sprache: Deutsch
Erscheinungsjahr: 2016
SWD-Schlagwörter: Viskoelastizität
Kontinuumsmechanik
Simulation
Freie Schlagwörter: Materialmodellierung
gefüllte Elastomere
experimentelle Mechanik
material modeling
filled elastomers
experimental mechanics
DDC-Sachgruppe: 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: Charakteristisch für gefüllte Elastomere ist ihr ausgeprägtes inelastisches Materialverhalten. Neben einer deutlichen Hysterese ist es typisch, dass die Relaxationsprozesse über einen langen Zeitraum ablaufen. Das Verhalten folgt dabei häufig nicht einer linearen Viskoelastizitätstheorie. Die vorliegende Arbeit behandelt die mechanische Charakterisierung eines rußgefüllten Elastomers in einem kontinuumsmechanischen Materialmodell. Der wesentliche Bestandteil des Modells ist die Beschreibung der Effekte über prozessabhängige Materialparameter. Aufgrund der Komplexität des Materialverhaltens ist die Aufbereitung der experimentellen Daten bereits hinreichend aufwendig. Daher widmet sich ein maßgeblicher Teil dieser Arbeit der Entwicklung einer angemessenen Versuchsführung. Das Hauptaugenmerk gilt dabei der Grundelastizität als Basis für die Überlagerung der zeitabhängigen Effekte. Es wird ein optimierter Prozess zur Separierung der Gleichgewichtsspannungen aus der Gesamtspannung entwickelt. Da die prozessabhängige Formulierung des Materialmodells in einer komplexen Parameteridentifikation mündet, wird zudem für die Betrachtung kürzerer Zeitskalen ein weiterer Modellvorschlag vorgestellt. Er basiert auf einer Erweiterung des viskoelastischen Modells um eine statische Hysterese bei zyklischer Belastung, so dass die Formulierung der viskoelastischen Anteile keiner Prozessabhängigkeit mehr bedarf.
Characteristic for filled elastomers is a pronounced inelastic material behavior. A distinctive hysteresis loop, as well as relaxation processes over a long time range are typical. Thereby, the material behavior is usually non-linear viscoelastic. The present contribution deals with the mechanical characterization of a filled elastomer by a continuum mechanical model. One major aspect of the model is the desription of the observed effects by process-dependent material parameters. The experiments result in a very elaborate process because of the complex material behavior. Hence, special attention is turned towards the development of an adequate experimental procedure. The focus is on the basic elasticity, which deals as the basis for the superimposed time-dependent behavior. Therefore, an optimized process in order to separate the equilibrium stress out of the overall stress is developed. The process-dependent formulation of the model results in a difficult parameter identification. Hence, concerning smaller time ranges, a further modeling approach is presented. Therefore, the viscoelastic description is extended with a statical hysteresis for cyclic loadings. This extension yields a model, which does not need any process-dependent material parameters.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-64439
hdl:20.500.11880/23186
http://dx.doi.org/10.22028/D291-23130
Erstgutachter: Diebels, Stefan
Tag der mündlichen Prüfung: 4-Mär-2016
SciDok-Publikation: 18-Mär-2016
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
Fachrichtung: NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Ehemalige Fachrichtung: bis SS 2016: Fachrichtung 8.4 - Werkstoffwissenschaften
Fakultät / Institution:NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät

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