Langzeit-Werkstoffmodelle für die Simulation

FEM Simulation eines Zugstabs und mathematisches Werkstoffmodell Langzeit-Prüfstand (Bildquelle: SKZ) Entwicklung eines modellbasierten Verfahrens zur Bestimmung des langzeitigen Werkstoffverhaltens thermoplastischer Kunststoffe Die Beschaffung von validen und aussagekräftigen Langzeit-Werkstoffdaten für die Simulation von Kunststoffbauteilen ist oft ein großes Problem. Die Verfügbarkeit solcher Daten ist in vielen Fällen nicht gegeben. Grund dafür ist der große Aufwand, welcher zu deren experimentellen Ermittlung notwendig ist. Die hierzu erforderlichen Langzeit-Kriechversuche sind sehr zeit- und kostenintensiv. Einerseits werden im Rahmen des Vorhabens die erforderlichen Prüfmethoden effizienter gestaltet und automatisiert. Hierdurch können Prüfzeiten und -kosten erheblich reduziert werden. Das SKZ wird hierzu u.a. die sogenannte Stepped IsoStress Methode verwenden. Andererseits wird bei PART Engineering eine Methode entwickelt, die es erlaubt Kriechkurven auf Basis weniger oft vorhandener Werkstoffdaten zu berechnen. Hierzu werden mathematische Werkstoffmodelle eingesetzt. Besonderes Merkmal der Entwicklungsarbeiten beider Partner ist dabei, dass angestrebt wird das Langzeitverhalten bis zum Versagenszeitpunkt abzubilden. Als Ergebnis liegen somit Zeitstandkurven vor, welche nicht nur eine Beschreibung des langzeitigen Verformungsverhaltens, sondern auch des Versagenseintritts ermöglichen. Für unser Softwareprodukte Converse und S-Life-Plastics wird ein Modul entwickelt, das das entwickelte Verfahren benutzerfreundlich implementiert.