Ein viskoelastisches Stoffmodell zur Simulation gummiartiger ...

4 Verifikation 26
Abbildung 4.13: Vektorplot der Hauptspannungsrichtung nach 75,5 s in
einem unregelmäßigen Netz
Wie in den Abbildungen ersichtlich, sind die Hauptspannungsrichtungen sehr
regelmäßig ausgerichtet. Es treten demnach keine Lockingeffekte auf. Dies ist dadurch
begründet, daß die verwendeten Viereckselemente selektiv integriert werden. Das
heißt, daß vier Integrationspunkte die deviatorischen und ein Integrationspunkt die
volumetrischen Verzerrungen beschreiben. Die berechnete volumetrische Verzerrung
ist somit konstant über das jeweilige Element verteilt. Diese Elemente sind also zur
Modellierung nahezu inkompressiblen Verhaltens geeignet.
Um die erzielten Simulationsergebnisse mit [1] zu vergleichen, wurden die ermittelten
Axialkräfte über der Gesamtverschiebung aufgetragen und den experimentellen und
simulierten Daten aus [1] gegenübergestellt. In Abbildung 4.14 ist dieser Kräfteverlauf
dargestellt.
Axialkraft F [N]
80
70
60
50
40
Aktuelle Simulation
30
Experiment
20
10
0
Simulation KECK
0 5 10 15 20 25 30
Verschiebung 2u r [mm]
Abbildung 4.14: Kraft- Verschiebungsverläufe der aktuellen Simulation,
der Simulation nach KECK und des Experiments
Ersichtlich ist, daß die Kräfte größenordnungsmäßig übereinstimmen, jedoch die
erzielten Ergebnisse sich sichtbar stärker von den Expermentergebnissen
unterscheiden als die Simulationsdaten aus [1]. Dies ist möglicherweise durch die
höheren Trägheitskräfte infolge der hohen Dichteannahme begründet. Die Größe der
Massenkräfte kann man durch folgende Annahmen abschätzen: