Die Festigkeit einer Konstruktion wird normalerweise durch die Nennspannung nachgewiesen. Diese Festigkeit wird durch geometrische Diskontinuitäten in Form von Kerben und dadurch auftretende Spannungskonzentrationen beeinträchtigt. Unter Kerbspannung wird dabei allgemein jede örtliche Spannungserhöhung durch Unstetigkeit der Form, der Belastung oder des Werkstoffs verstanden. Definiert wird die Kerbspannung durch den Formfaktor alpha. Auftretende Spannungskonzentrationen zeigen sich bei Elastomerbauteilen durch Quetschfalten, wenn das Bauteil auf Druck belastet wird. Wir können aber diese Kerbe nicht durch den Formfaktor alpha beschreiben, da der elastische Bereich des Elastomers nicht linear ist. Die Spannungsberechnungen müssen mit der Methode der finiten Elemente (FEM) durchgeführt werdem. Nichtlineare Verläufe ergeben sich durch die Aneinanderreihung linearer Ergebnisse. Die Schwierigkeit der Methode wird deutlich, wenn wir uns an die Diskretisierung des Kerbgrundes wagen, wenn wir uns überhaupt an die Beschreibung der Vernetzungspunkte des Netzwerkes und deren Wechselwirkung untereinander machen, und wenn wir uns Gedanken über die Modellierung des Werkstoffverhaltens machen. In der Diskussion stehen heute Materialgesetze nach Hooke, Neo-Hooke, Mooney-Rivlin, Van Der Waals (Kilian) oder Ogden, die aber nach wie vor noch nicht die Gesamtheit des Elastomerverhaltens befriedigend beschreiben können. Es muss eine spannungs- oder dehnungsabhängige Kenngröße geben, die die Steigerung der Lebensdauer beschreibt. Dies könnte für Elastomerbauteile in Analogie zu den Metallen der Formfaktor alphaK sein.
Kerben und Lebensdauer bei Elastomerbauteilen
Notches and durability of elastomer components
Gummi Fasern Kunststoffe ; 54 , 6 ; 383-388
2001
6 Seiten, 14 Bilder, 2 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Betriebsfestigkeit von Elastomerbauteilen
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