Simulation der Schwingfestigkeit von Elastomerbauteilen

Abstract

In der Arbeit wird eine Methode zur Vorausberechnung der Schwingfestigkeit von Elastomerbauteilen unter multiaxialer Belastung erarbeitet. Diese basiert auf Finite Elemente Simulationen und beruht auf dem örtlichen Wöhlerlinien-Konzept, welches im Wesentlichen örtliche Beanspruchungen mit werkstoff-spezifischen Beanspruchbarkeiten vergleicht. Die elastomerspezifischen nichtlinearen Eigenschaften werden basierend auf Messungen berücksichtigt. Dies betrifft zum einen die Auswahl geeigneter Materialmodelle zur Simulation der Verformungen und der resultierenden lokalen Beanspruchungen. Zum anderen werden Schwingfestigkeitsparameter ermittelt und für die Lebensdauersimulation aufbereitet. Abschließend werden in der Arbeit Anwendung und Verifikation der Methode an Motor- und Fahrwerkslagern gezeigt. Die Ergebnisse zeigen auf Bauteilebene sowohl bei ein- als auch bei mehrachsigen Belastungsverläufen gute Übereinstimmung.

In this work a method for predicting the fatigue strength of multiaxial loaded elastomer components is developed. The method is based on the local SN curve concept, which essentially compares local stresses with material specific strength values. Measurement data are used to explore the elastomer specific nonlinear characteristics. On the one hand this affects the selection of suitable material models to simulate deformations and resulting local stresses. On the other hand fatigue strength parameters are determined and prepared for the fatigue simulation. Finally, investigations of engine and chassis mounts illustrate the applicability and verify the simulation method. The results show good agreement with both uni- and multiaxial load signals.