Herleiten eines Materialmodells für POM unter Kriechbeanspruchung und finiter Deformation

Polymere ermöglichen Großserienfertigung bei geringen Produktionskosten im Vergleich zu Bauteilen aus metallischen Werkstoffen. Dieser ökonomische Vorteil macht Polymerbauteile für die Automobilzulieferindustrie interessant. Aufgrund der mechanischen Eigenschaften von Polymeren treten schon bei geringen Lastniveaus, moderaten thermischen Belastungen und kurzen Haltezeiten signifikante Kriecheffekte auf.

Im Auslegungsprozess der Bauteile muss das nichtlineare Materialverhalten von Polymeren berücksichtigt werden. Neben realen Bauteilversuchen ist die Simulation der Bauteile ein wesentlicher Bestandteil der Prozesskette der Dimensionierung und der Designentwürfe. Für realistische Simulationsergebnisse muss ein potentes Materialmodell zur Verfügung stehen.

Für die Robert Bosch GmbH wird das Polymer POM untersucht. Anhand einzelner Kriechkurven soll das Materialverhalten identifiziert werden. Das Materialmodell wird 1D für finite Deformationen formuliert und dann auf 3D erweitert. Die 3D-Formulierung wird in den FE-Code Abaqus implementiert und anhand von Bauteilversuchen wird das Materialmodell verifiziert.