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Projektbeschreibung:

Die präzise Lebensdauerprognose ist heute ein Schlüsselfaktor in industriellen Auslegungsprozessen von Elastomerbauteilen. Viele Faktoren beeinflussen deren mechanische Haltbarkeit.

Eine gängige Methode, um das Lebensdauerverhalten von Elastomeren zu untersuchen, ist das Generieren einer Wöhlerkurve bei konstanter Belastungsfrequenz, unter der Verwendung einfacher Probekörper. Diese Daten dienen als Grundlage für die anschließende Lebensdauervorhersage verschiedenster Bauteile. In der Praxis allerdings treten Belastungen häufig nicht kontinuierlich auf, sondern enthalten Ruhephasen, in denen der Werkstoff eine statische Last erfährt, wie bei einem PKW-Reifen oder Dämpferelementen in der Nacht. Im Allgemeinen ist das mechanische Verhalten eines technischen Gummiwerkstoffes keinesfalls zeitunabhängig. So konnte bereits ein starker Einfluss auf die Risswachstumsgeschwindigkeit durch die sogenannten Ruhephasen gemessen werden. Der Nachweis und Quantifizierung dieses Effektes steht für die mechanischen (Wöhler-)Ermüdungsversuche allerdings noch aus.

Das Hauptziel des Projekts ist das Erstellen einer signifikanten, experimentellen Datenbasis, die einen Überblick über den Einfluss unterschiedlicher Relaxationsphasen auf die mechanische Lebensdauer gefüllter und ungefüllter Elastomere gibt. Neben den zeitabhängigen Versuchsparametern (Frequenz, Länge und Häufigkeit der Ruhephasen usw.) findet eine Variierung des Polymers statt. Interessant ist hier ein für statisches Risswachstum bekanntes Material, wie SBR-Kautschuk, mit einem für statisches Risswachstum eher unanfälliges Material, wie NR-Kautschuk zu vergleichen. Die Anwendbarkeit auf die experimentellen Ergebnisse verschiedener in Frage kommender Materialmodelle ist ein zusätzlicher Schwerpunkt des Projekts. Denn um die Lebensdauer genau vorherzusagen, ist eine akkurate Beschreibung des zeitabhängigen Materialverhaltens essentiell.

Förderer: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AiF) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Förderprogramm: Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)

Fördernummer:  20537 N

Forschungsvereinigung: Deutsche Kautschuk-Gesellschafte.V. - DKG

Laufzeit: 01. Februar 2019 bis 31. Januar 2021

Mitglieder des Projektbegleitenden Ausschusses (u.a):