Materialmodelle für die FEM

Die Auslegung eines Kunststoffbauteils stellt an den Berechnungsingenieur in vielerlei Hinsicht hohe Anforderungen. Im Gegensatz zu Metallen, die sich elastoplastisch mit vernachlässigbarem Einfluss der Verformungsgeschwindigkeit verhalten, zeigen die Kunststoffe ein zeit- bzw. geschwindigkeitsabhängiges Verhalten und Hysterese, sind also viskoelastisch. Ein Schwerpunkt in der Abteilung Technologie bildet die Entwicklung und Bereitstellung von Materialmodellen, die eben diese "Besonderheiten" im Verhalten der Kunststoffe abbilden. Ein Fokus besteht darin, das Langzeitverhalten unter mehraxialen Beanspruchungen von unverstärkten Thermoplasten und Hartschäumen zu beschreiben und die spezifischen Eigenschaften in der FEM abzubilden.

Die Vorgehensweise stellt sich hierbei wie folgt dar: Ausgehend von einem wohl definierten Experiment werden Materialmodelle entwickelt, die Eingangsparameter bestimmt und in die FEM implementiert. Die Validierung erfolgt dann jeweils an einem realen Bauteil. Hierbei kommen optische Verformungsmesssysteme zum Einsatz, mit denen eine ortsaufgelöste Bestimmung von Dehnungen möglich ist.