Experimentelle Untersuchungen am Radialwellendichtring zur Validierung eines Berechnungsmodells für Elastomerbauteile

Projektbeschreibung

Das Werkstoffverhalten von Elastomeren unterscheidet sich fundamental von dem linear-elastischer Werkstoffe. Mit den derzeit in kommerzieller Finite-Elemente-Software verfügbaren Materialgesetzen für Elastomere kann das Verhalten von Elastomerbauteilen oftmals nicht zufriedenstellend beschrieben werden. Aus diesem Grund wurde das Verbundforschungsprojekt Elastomere der Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) ins Leben gerufen, das die Entwicklung eines verbesserten Materialgesetzes für Elastomere zum Ziel hat.

Innerhalb des gegenwärtigen Projektes soll die Validierung des neuen Materialgesetzes durch den Vergleich von Versuchs- und Simulationsergebnissen erfolgen. Als Elastomerbauteile werden Radialwellendichtringe (RWDR) untersucht, die in ihrem Einsatz komplexen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind.

Es wird in einem ersten Projektteil ein Programm mit vier Versuchsarten durchgeführt, darunter Versuche zum Reibmoment während des Betriebs und beim Anfahren, Versuche mit Exzentrizität der Welle und Dauerversuche zur Untersuchung des Verschleißes.

Der zweite Teil der Aufgaben dieses Projekts besteht darin, den RWDR und die Versuchsbedingungen (mit Ausnahme der Dauerversuche) mit der Finite-Elemente-Methode zu modellieren (siehe Bild). Durch einen Vergleich von Versuchs- und Simulationsergebnissen sollen zunächst die Unzulänglichkeiten der bestehenden Materialgesetze für Elastomere herausgearbeitet werden und den Projektpartnern zur Entwicklung des neuen Materialgesetzes für Elastomere zur Verfügung gestellt werden. In einem möglichen Folgeprojekt soll später die Validierung des neuen Materialgesetzes für Elastomere erfolgen indem dann die FEM-Simulation mit diesem neuen Materialgesetz erfolgt und erneut ein Vergleich mit den Versuchsergebnissen vorgenommen wird.

Stichwörter

• Berechnung
• Elastomer
• RWDR