im Dialog spezial 1_2004.PMD - Freudenberg Forschungsdienste ...
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<strong>Freudenberg</strong><br />
<strong>Forschungsdienste</strong><br />
Seite 9<br />
<strong>im</strong> <strong>Dialog</strong><br />
inelastisch. In Abbildung 8 ist ein Zugversuch<br />
bis zu einer Dehnung von 40% und zusätzlich<br />
die Entlastungskurven von 10%, 20%, 30% und<br />
40% dargestellt.<br />
Aus diesem Versuch ist deutlich das stark nichtlineare<br />
Werkstoffverhalten, sowohl bei der Be-<br />
4<br />
lastung, als auch bei der Entlastung, zu erkennen.<br />
Ein Entlasten des Werkstoffes führt zu 2<br />
3<br />
deutlichen bleibenden Dehnungen (8 % bei Entlastung<br />
von einer Dehnung von 40%). Es exis-<br />
1<br />
tieren andere TPEs bei denen diese bleibende, 0<br />
inelastische Dehnung bis zu 20% betragen<br />
kann. Wird der Werkstoff nach einer Entlastung<br />
wieder verformt, so steigt die Spannung entsprechend<br />
der letzten Entlastungskurve. Die inelastischen Verformungen treten<br />
allerdings erst ab einer best<strong>im</strong>mten Beanspruchung auf. Unterhalb dieser Beanspruchung,<br />
die für diesen Werkstoff bei ca. 3 MPa liegt, verhält sich der Werkstoff<br />
rein elastisch.<br />
Spannung [MPa]<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
Belastungs-Kurve<br />
Entlastungs-Kurven<br />
0 10 20 30 40<br />
Dehnung [ % ]<br />
Abbildung 8:<br />
Zugversuch<br />
mit Entlastungs-Kurven<br />
Neben dem Verhalten unter Zug wurde auch das<br />
Werkstoffverhalten bei einachsigem Druck untersucht.<br />
In Abbildung 9 ist das Ergebnis dargestellt.<br />
Das Verhalten unter Druck ist qualitativ und quantitativ<br />
dasselbe wie <strong>im</strong> Zugversuch: Der Werkstoff<br />
verhält sich stark nichtlinear, für kleine Belastungen<br />
verhält er sich rein elastisch und bei größeren<br />
Dehnungen treten inelastische Verformungen auf.<br />
Auch <strong>im</strong> Druckbereich liegt die Spannung, ab der<br />
inelastisches Verhalten beobachtet wird, bei ca.<br />
3 MPa.<br />
Spannung [MPa]<br />
-30 -25 -20 -15 -10 -5 0<br />
0<br />
-3<br />
Entlastungs-Kurven<br />
-6<br />
Belastungs-Kurve<br />
-9<br />
-12<br />
Das in diesem Abschnitt gezeigte Verhalten ist für<br />
verschiedene TPE-Klassen (TPE-E, TPE-U, TPE-<br />
S, TPE-V) qualitativ dasselbe, die Werkstoffe unterscheiden<br />
sich nur quantitativ. Für kleine Verformungen ist das Verhalten rein<br />
elastisch, erst bei größeren Belastungen treten bleibende, inelastische Verformungen<br />
auf, wobei für alle Beanspruchungen ein stark nichtlineares Werkstoffverhalten<br />
beobachtet wird. Dadurch ist es möglich, alle untersuchten TPEs mit einem<br />
einzigen Werkstoffmodell zu beschreiben.<br />
Dehnung [ % ]<br />
Abbildung 9:<br />
Druckversuch<br />
mit Entlastungs-Kurven<br />
-15<br />
Werkstoffmodell<br />
Aufgrund seiner inelastischen Eigenschaften kann ein TPE nur sehr eingeschränkt<br />
mit hyperelastischen Werkstoffmodellen charakterisiert werden. Zwar sind solche<br />
Modelle in der Lage, das stark nichtlineare Werkstoffverhalten wiederzugeben und<br />
durch die zuvor vorgestellte Erweiterung um den Mullins-Effekt kann auch eine<br />
geschichtsabhängige Erweichung des Werkstoffes berücksichtigt werden. Es ist jedoch<br />
nicht möglich, bleibende Verformungen vorherzusagen. Somit kann ein solches<br />
Modell nur für kleine Belastungen sinnvoll eingesetzt werden.<br />
<strong>Freudenberg</strong> <strong>Forschungsdienste</strong> KG . D-69465 Weinhe<strong>im</strong> . Tel. +49 (0)6201-80-4455 . Fax +49 (0)6201-88-3063 . e-mail: ffd@freudenberg.de
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