Ein viskoelastisches Stoffmodell zur Simulation gummiartiger ...

4 Verifikation 24
x
y
Abbildung 4.9: Modelliertes FE-Netz im ebenen Deformationszustand
Die sich aus der Berechnung ergebenden Energieverläufe der gesamten inneren
Energie, der volumetrischen Energie, der Dämpfungsenergie sowie des
Zeitintegrationsfehlers sind in Abhängigkeit von der Zeit in Abbildung 4.10 aufgetragen.
Energie [Nmm]
300
250
200
150
100
50
0
0 20 40
Zeit [s]
60 80
Innere Energie
Volumetrische Energie
Zeitintegrationsfehler
Dämpfungsenergie
Abbildung 4.10: Zeitlicher Verlauf der inneren, volumetrischen und
Dämpfungsenergie sowie des Zeitintegrationsfehlers
Der maximale Zeitintegrationfehler beträgt 2,81·10 -6 Nmm. Der Maximalwert der
volumetrischen Energie liegt mit 0,87 Nmm weit unter dem Maximalwert der inneren
Gesamtenergie von 258,15 Nmm. Das Material verhält sich also annähernd
inkompressibel. Die auftretende viskose Dämpfung ist für diese relativ geringe Dehnrate
ebenfalls gering, aber nicht vernachlässigbar klein. Der Zeitintegrationsfehler befindet
sich in einem durchaus akzeptablen Bereich. Eine Erhöhung des Kompressionsmoduls
würde auch eine Erhöhung des Zeitintegrationsfehlers nach sich ziehen. Bei der
Verwendung eines expliziten FE-Codes ist es also notwendig eine sinnvolle Größe des
Kompressionsmoduls zu verwenden und diese am Zeitintegrationsfehler zu prüfen.
Die räumliche Verteilung der relativen Volumenänderung zum Zeitpunkt der maximalen
Deformation nach 75,5 s ist für den Lochbereich in Abbildung 4.11 dargestellt.