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Lebensdauerprognose für dynamisch beanspruchte Elastomerbauteile auf Basis der thermo-mechanischen Materialbeanspruchung

Mistler, Maurice

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Lebensdauerprognose von dynamisch belasteten Elastomerbauteilen. Elastomerkupplungen werden Dauerschwingversuchen mit drehmomentgeregelter Versuchsführung und einer zusätzlichen Regelung der Dämpfungsleistung unterschiedlichen Umgebungstemperaturen ausgesetzt. Die Versuchsergebnisse werden zur Erweiterung des nichtlinearen Schadensakkumulationsmodells nach Spitz um den Temperatureinfluss herangezogen. Das nichtlineare Schadensakkumulationsmodell wird in eine neuartige Methode zur Lebensdauerprognose integriert, welche in Abhängigkeit der lokalen Materialbeanspruchung, berechnet durch die Finite-Elemente-Methode, einen Schädigungsgrad berechnet und lokale Materialeigenschaften ändert. Dazu wird zunächst vorgestellt, wie sich Materialeigenschaften anhand von Bauteilprüfungen ableiten und in Abhängigkeit der Schädigung beschreiben lassen. Im Anschluss wird die Methode zur Lebensdauerprognose an den Versuchsergebnissen dynamischer Prüfungen von Elastomerkupplungen kalibriert und Lebensdauern für Elastomerkupplungen größerer Baureihe prognostiziert.

This thesis deals with the lifetime prognosis of dynamically loaded elastomer parts. Elastomer couplings are exposed to torque and damping power controlled endurance tests with varied temperature. Test results are used to extend the nonlinear damage accumulation model coming from Spitz with regards to temperature influence. The nonlinear damage accumulation model is integrated in a new method to predict part lifetimes depending on local material stress calculated by the finite element method. The local material stress is used to derive the material damage which is used to modify the local material properties. Considering that it is introduced how material properties can be described as a function of damage derived from dynamical part tests. The lifetime prognosis method is calibrated by dynamical part tests results of elastomer couplings. Then the lifetimes of two larger couplings are prognosed with the calibrated method.

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Mistler, Maurice: Lebensdauerprognose für dynamisch beanspruchte Elastomerbauteile auf Basis der thermo-mechanischen Materialbeanspruchung. 2018.

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