Im Bereich der Materialmodellierung für Polymermaterialien und Polymerkomposite liegt die grundlegende Herausforderung darin physikalische Modelle zu entwickeln bzw. bereits vorhandene Modelle zu adaptieren und diese in mathematische Modelle zu überführen, die das jeweilige Materialverhalten bestmöglich beschreiben. In Materialtests wird das Materialverhalten des untersuchten Werkstoffs ermittelt. Sie dienen als Basis zur Kalibrierung und Verifikation des Materialmodells. Um eine bestmögliche Charkterisierung des Polymerwerkstoffes zu erhalten, werden zum Teil bestehende Testmethoden adaptiert oder neue Prüfmethoden entwickelt. Ziel ist es auf reale Bauteile anwendbare Materialmodelle zu entwickeln um den Entwicklungsprozess optimieren zu können. Der Arbeitsbereich beschäftigt sich hierbei zum Beispiel mit:

Anisotropie- und Faserorientierungsmodellen

Morak, M., Tscharnuter, D., Lucyshyn, T., Gross, T., Steinberger, R., Kummer, M., Hahn, W., Göttlinger, M..: Optimization of fiber prediction model in injection molding simulation based on micro computed tomography. Submitted to Polymer Engineering and Science

 

Hyperelastizität

Mansouri, M.R., Darijani, H.: Constitutive modeling of isotropic hyperelastic materials in an ex-ponential framework using a self-contained approach. International Journal of Solids and Structures 51(25-26), 4316–4326 (2014). doi: 10.1016/j.ijsolstr.2014.08.018

 

Erstellen und Adaptieren von dehnratenabhängigen Modellen

Steinberger, R., Gross, T., Reithofer, P., Paul, St.: Considering the local anisotropy of short fiber reinforced plastics: Validation on specimen and component. 11th European LS-DYNA Confer-ence 2017, Salzburg, Austria

 

Definition von viskoelastischen und viskoplastischen  Materialmodellen

Tscharnuter, D., Jerabek, M., Major, Z., Pinter, G.: Uniaxial nonlinear viscoelastic viscoplastic modeling of polypropylene. Mech Time-Depend Mater 16(3), 275–286 (2012). doi: 10.1007/s11043-011-9158-5

 

Multiaxialer Spannungszustand

Jerabek, M., Tscharnuter, D., Major, Z., Ravi-Chandar, K., Lang, R.: Multiaxial yield behaviour of polypropylene. EPJ Web of Conferences 6, 3005 (2010). doi: 10.1051/epjconf/20100603005

 

Spezielle Testaufbauten zur Bestimmung der Materialparameter von definierten Modellen

Truszkiewicz, E., Tscharnuter, D., Pilz, G., Pinter, G.: Thermoforming of Polymer Laminate Films. Thermo-Viscoelastic Characterization. In: Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition - 2015. Presented at ASME 2015 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, November 13-19, 2015, Houston, Texas, USA. ASME 2015 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Houston, Texas, USA, Friday 13 November 2015, V009T12A083. The American Society of Mechanical Engineers, New York, N.Y. (2016). doi: 10.1115/IMECE2015-51584