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Aufruf an kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) zur Teilnahme am Projektbegleitenden Ausschuss im Rahmen eines öffentlich geförderten Forschungsprojektes (AiF-IGF) in Kooperation mit der Technischen Universität Darmstadt

Wissenschaftlich-technische und wirtschaftliche Problemstellung:

In der Auslegung von Elastomerbauteilen steht zu Beginn ein aufwendiger Entwicklungsprozess. Dieser Prozess wird oftmals über die Finite-Elemente-Analyse (FEA) zur Vorhersage der mechanischen und dynamischen Eigenschaften begleitet. Beispielsweise für Dichtungsanwendungen sind vorab Aussagen über die Verformungen im Bauteil sowie Anpressdrücke und somit Aussagen zur Lebensdauer von grundlegender Bedeutung für die Funktionssicherheit. Überlagern sich einfache Zugzustände mit hydrostatischem Druck, zum Beispiel im Falle einer Schaltmembran oder Dichtung, kann es im Vergleich des Verhaltens eines realen Bauteils und seiner FE-Simulation mit kommerziell verfügbaren Softwarepaketen (z.B. SIMULIA Abaqus oder MSC.Marc) mit idealer Inkompressibilität oder konstantem Kompressionsmodul zu deutlichen Abweichungen kommen. Untersuchungen im AiF-iGF-Projekt Nr. 19916 N/1 („Charakterisierung sowie Modellbildung zur Beschreibung von Kompressionsmoduli technischer Gummiwerkstoffe“) stellte sich heraus, dass die Abweichungen zwischen Finite-Elemente-Simulation und Experiment nicht ausschließlich auf dem Materialmodell basieren. Einen immensen Einfluss auf die Qualität der Vorausberechnung haben auch die in kommerzieller Software zur Verfügung stehenden speziellen Finiten-Elemente-Formulierungen für quasi-inkompressible Materialmodelle.
Zusätzlich ist die Beschreibung des Temperatureinfluss auf die Kompressibilität eine große Herausforderung. Während bei mäßigen Temperaturen (Quasi-)Inkompressibilität gegeben ist, verschiebt sich das Verhältnis zwischen Kompressionsmodul und Schubmodul bei Tieftemperaturen oder Hochfrequenzanwendung deutlich. In Voruntersuchung wurde festgestellt, dass im Kompressionsverhalten Relaxationseigenschaften kaum eine Rolle spielen, die Temperaturabhängigkeit jedoch gegeben ist. Kommerziell verfügbare Materialmodelle basieren oft auf dem Frequenz-Temperatur-Superpositions-Prinzip, welches hier nur begrenzt Gültigkeit besitzt.

Zielsetzung:
Das geplante Forschungsvorhaben führt die Untersuchungen zum Kompressionsverhalten von Elastomeren fort mit den Zielen:

• Der Demonstratorentwicklung geeigneterer Finite-Element-Formulierungen zur Simulation quasi-inkompressibler Materialien und ihrer Bauteile.
• Der verbesserten Einschätzung kommerziell verfügbarer Simulationsmethoden.
• Der quantifizierten Charakterisierung und Modellierung von Temperatureinflüssen auf das Kompressionsverhalten technischer Gummiwerkstoffe.

Rahmenbedingungen für die Teilnahme:

• Teilnahme an den Sitzungen des Projektbegleitenden Ausschusses (2-3 x jährlich)
• Einbringung geldwerter Leistungen wie z.B. Bereitstellung von Versuchsmaterial, Anlagennutzung, Know-How in bestimmten Fragestellungen

Wettbewerbsvorteile durch:

• Einbringen eigener Interessen und Ideen in den Verlauf des Forschungsvorhabens
• Direkte Nutzung der Forschung durch sofortigen Ergebnistransfer
• Informationen über den aktuellen Stand der Forschung

KMU-Definition nach AiF:

Unter KMU sind im Rahmen der IGF solche Unternehmen zu verstehen, deren Jahresumsatz (einschließlich verbundener Unternehmen) nicht größer als 125 Mio. € ist. Ein verbundenes Unternehmen ist ein Unternehmen, das ein oder mehrere Tochterunternehmen, an denen es mit mehr als 50% beteiligt ist, oder ein Mutterunternehmen hat, das mit mehr als 50% an ihm beteiligt ist. Der maßgebliche Jahresumsatz des verbundenen Unternehmens ergibt sich aus der Addition der Einzelumsätze des Unternehmens selbst sowie aller seiner Tochter- und Mutterunternehmen.

Bei Fragen sprechen Sie uns gerne an!