FEM zur Berechnung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen

Prof. Dr.-Ing. Markus Stommel wurde 1999 an der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur promoviert, seit 2007 leitet er den Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe an der Universität des Saarlandes.Dr.-Ing. Marcus Stojek wurde 2000 an der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur promoviert, seit 2000 ist er Geschäftsführer der PART Engineering GmbH in Bergisch Gladbach und nebenberuflich tätig an Fach- und Hochschulen als Lehrbeauftragter.Dr.-Ing. Wolfgang Korte wurde 1996 an der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur promoviert, seit 1999 ist er Geschäftsführer der PART Engineering GmbH in Bergisch Gladbach und nebenberuflich tätig an Fach- und Hochschulen als Lehrbeauftragter.

Aus dem Inhalt:1 Einleitung und ZielsetzungTeil I (Einführung in die FEM)2 Grundlegende Vorgehensweise 2.1 Systemgleichungen und Gleichungslösung 2.2 Formfunktionen 2.3 Nichtlineare Problemstellungen 3 Erzeugung eines FE-Modells 3.1 Elementeigenschaften 3.1.1 Geometrie 3.1.2 Aufbau 3.2 Elementtypen 3.2.1 Strukturelemente 3.2.2 Kontinuumselemente 3.3 Gesamtmodell 3.3.1 Geometrie 3.3.2 Randbedingungen 3.3.3 Kontaktberechnungen 3.4 Umsetzung in den verschiedenen Softwarepaketen Teil II (Kunststoff- und elastomergerechte FE-Simulation)4 Materialverhalten und innere Eigenschaften 4.1 Grundbegriffe der Mechanik 4.2 Charakteristische Werkstoffeigenschaften von Polymeren 4.3 Beschreibung des Materialverhaltens 4.3.1 Thermoplaste 4.3.2 Elastomere und TPE 4.3.3 Duroplaste 4.4 Bestimmung der Materialparameter 4.4.1 Prüfmethoden 4.4.2 Materialparameter linear-elastischer Materialmodelle 4.4.3 Materialparameter hyperelastischer Materialmodelle 4.4.4 Materialparameter viskoser und viskoelastischer Materialmodelle 5 Dimensionierung von Kunststoffbauteilen 5.1 Bewertung mehraxialer Beanspruchungen 5.2 Dimensionierungskennwerte 5.2.1 Thermoplaste und Duroplaste 5.2.2 Elastomere 5.2.3 Faserverstärkte Kunststoffe 6 Methodische Vorgehensweise für ausgewählte Problemstellungen 6.1 Kurzzeitige Belastung 6.1.1 Einfluss der Materialdaten auf das Rechenergebnis 6.1.2 Modellierung langfaserverstärkter Kunststoffe 6.1.3 Modellierung kurzfaserverstärkter Kunststoffe 6.1.4 Modellierung von Elastomerbauteilen 6.2 Langzeitige Belastung 6.2.1 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit Kriechmodul 6.2.2 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit linear-viskoelastischem Materialmodell 6.3 Dynamische Belastung 6.3.1 Stoßartige Belastung 6.3.2 Dynamisch/zyklische Belastung 7 Interpretation von Simulationsergebnissen 8 Literatur

"Kompakt und verständlich." Johannes Kunz, KunststoffXtra, Dezember 2012

1 Einleitung und Zielsetzung Teil I (Einführung in die FEM)2 Grundlegende Vorgehensweise 2.1 Systemgleichungen und Gleichungslösung 2.2 Formfunktionen 2.3 Nichtlineare Problemstellungen 3 Erzeugung eines FE-Modells 3.1 Elementeigenschaften 3.1.1 Geometrie 3.1.2 Aufbau 3.2 Elementtypen 3.2.1 Strukturelemente 3.2.2 Kontinuumselemente 3.3 Gesamtmodell 3.3.1 Geometrie 3.3.2 Randbedingungen 3.3.3 Kontaktberechnungen 3.4 Umsetzung in den verschiedenen Softwarepaketen Teil II (Kunststoff- und elastomergerechte FE-Simulation)4 Materialverhalten und innere Eigenschaften 4.1 Grundbegriffe der Mechanik 4.2 Charakteristische Werkstoffeigenschaften von Polymeren 4.3 Beschreibung des Materialverhaltens 4.3.1 Thermoplaste 4.3.2 Elastomere und TPE 4.3.3 Duroplaste 4.4 Bestimmung der Materialparameter 4.4.1 Prüfmethoden 4.4.2 Materialparameter linear-elastischer Materialmodelle 4.4.3 Materialparameter hyperelastischer Materialmodelle 4.4.4 Materialparameter viskoser und viskoelastischer Materialmodelle 5 Dimensionierung von Kunststoffbauteilen 5.1 Bewertung mehraxialer Beanspruchungen 5.2 Dimensionierungskennwerte 5.2.1 Thermoplaste und Duroplaste 5.2.2 Elastomere 5.2.3 Faserverstärkte Kunststoffe 6 Methodische Vorgehensweise für ausgewählte Problemstellungen 6.1 Kurzzeitige Belastung 6.1.1 Einfluss der Materialdaten auf das Rechenergebnis 6.1.2 Modellierung langfaserverstärkter Kunststoffe 6.1.3 Modellierung kurzfaserverstärkter Kunststoffe 6.1.4 Modellierung von Elastomerbauteilen 6.2 Langzeitige Belastung 6.2.1 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit Kriechmodul 6.2.2 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit linear-viskoelastischem Materialmodell 6.3 Dynamische Belastung 6.3.1 Stoßartige Belastung 6.3.2 Dynamisch/zyklische Belastung 7 Interpretation von Simulationsergebnissen 8 Literatur