Viskoplastische Materialmodellierung von teilchengefüllten Kunststoffen bei großen Verformungen auf zwei Skalen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die viskoplastische Materialantwort eines polymeren Verbundmaterials wurde mit einer Zweiskalensimulation und einem phänomenologischen Makromodell angenähert. Die Entwicklung des Makromodells fand in einem zuvor formulierten Rahmen für eine einheitliche Darstellung von viskosen, plastischen und viskoplastischen Fließregeln statt. Das Modell enthält 14 Parameter und zeichnet sich durch eine Fließregel vom vereinten Typ mit zwei Termen und ohne Rückgriff auf ein Fließkriterium aus. Insbesondere das Rückfließen bei Entlastung kann mit den entwickelten Materialgleichungen annehmbar approximiert werden. Die rechenaufwendigere Zweiskalensimulation erlaubt Einblicke in das Materialverhalten auf der Mikroebene zu erhalten. Das polymere Matrixmaterial konnte aufgrund der qualitativen Ähnlichkeit der Materialantwort zum Verbundmaterial durch eine erneute Parameteranpassung mit dem Makromodell nachgebildet werden. Das Materialverhalten der metallischen Füllpartikel wurde mit einem klassischen elastoplastischen Materialmodell ohne Verfestigung simuliert. Das Verhalten an der Grenzfläche wurde unter der Annahme eines durchgehenden Aneinanderhaftens simuliert. Die Mikrostruktur wurde mit kugelförmigen Einlagerungen idealisiert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- On flow rules in inelasticity of solid mechanics. GRK 1554 ‐ Summer School Proceedings, 11–18, 2012
S. Borsch, A. Bertram, T. Kletschkowski
- Viskoplastizität eines polymeren Verbundmaterials. Diss. Univ. Magdeburg, 2014
S. Borsch
