Viskoplastische Materialmodellierung von teilchengefüllten Kunststoffen bei großen Verformungen auf zwei Skalen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Albrecht Bertram
• Subject Area: Applied Mechanics, Statics and Dynamics
• Term: from 2011 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 181983684

Es soll eine mikromechanische Simulation eines Kunststoffverbundmaterials mit metallischen Einlage-rungen, welches großen Verformungen unterliegt, entwickelt werden. Die einzelnen Komponenten werden durch isotrope phänomenologische Materialmodelle einbezogen. Hierzu sind zunächst geeig-nete viskoplastische Materialgleichungen für den teilkristallinen Thermoplasten zu formulieren. Diese sollten in der Lage sein, das polymere Materialverhalten während Relaxationsversuchen und zyklischer Zugversuchen beschreiben zu können. Die metallischen Einlagerungen werden rein elastisch modelliert. Unter Einbeziehung einer idealisierten Mikrostruktur in Form von kugelförmigen Partikeln, soll mittels der Finite-Element- Methode und der Verwendung eines repräsentativen Volumenelemen-tes eine numerische Homogenisierung durchgeführt werden. Eine Umsetzung der genannten Verfahren erlaubt weitergehende Untersuchungen des Einflusses mikromechanischer Aspekte auf die effektiven Eigenschaften des Polymer-Metall-Verbundes. Darüber hinaus wird eine rein phänomenologische Modellierung des Komposites angestrebt, welche im Vergleich zu einer mikromechanischen Simulation eine Reduzierung der benötigten Rechenkapazität erlaubt und zudem wesentliche Resultate aus der Zweiskalenmodellierung berücksichtigt.

• DFG Programme: Research Grants