Für die simulative Abbildung werden trotz des sehr ähnlichen visko-elasto-plastischen
Materialverhaltens der thermoplastischen Elastomere (TPE) zu klassischen Elastomeren bisher
nur Speziallösungen verwendet. Diese sind lediglich für ein bestimmtes TPE gültig. Im Rahmen
dieser Arbeit wird daher eine Methodik zur Modellierung des visko-elasto-plastischen
Materialverhaltens der TPE auf Basis etablierter Materialmodelle unter Berücksichtigung des
Beanspruchungszustandes und der Temperatur gezeigt. Dazu wird im experimentellen Teil zunächst
das visko-elasto-plastische Materialverhalten für verschiedene TPE-Materialien ermittelt und
die Einflüsse aus molekularem Aufbau und Zusammensetzung werden bewertet. Anhand eines TPS mit
Shore-Härte 80A werden dann die Untersuchungen zum Einfluss der Temperatur und des
Beanspruchungszustandes durchgeführt. Diese dienen als Grundlage für den theoretischen und
simulativen Teil der Arbeit. Für die Modellierung der einzelnen Bestandteile des
visko-elasto-plastischen Materialverhaltens des TPS 80A wird das hyperelastische
Neo-Hooke-Modell in Form eines Potenzansatzes (nichtlineares Materialverhalten) der
Formulierung der Schädigungsvariable aus der Theorie der Pseudoelastizität
(Spannungserweichung) sowie eine Verfestigungsfunktion für den Ansatz der multiplikativen
Zerlegung des Deformationstensors (Restverformung) verwendet. Um den Einfluss der Temperatur
und des Beanspruchungszustandes in den Materialmodellen zu berücksichtigen werden die
Modellparameter über eine zweidimensionale Ansatzfunktion erweitert. Dies erfordert eine
Implementierung der Materialmodelle über diverse USER-Subroutinen in das kommerzielle
FE-Programm ABAQUS. Zusätzlich müssen diese miteinander gekoppelt werden. Die Validierung der
entwickelten Materialbeschreibung erfolgt anhand eines Praxisbauteils. Durch die komplexe
Geometrie des Dichtrings treten lokal unterschiedliche Beanspruchungszustände auf sodass die
Funktionsfähigkeit und Abbildungsgüte anhand von komplexen Gegebenheiten und Randbedingungen
beurteilbar ist. Durch einen Vergleich mit zugehörigen Versuchen am realen Praxisbauteil wurde
eine Anwendbarkeit und Funktionsfähigkeit für einzelne Temperaturen sowie für definierte
Beanspruchungszustände im mittleren Streckungsbereich nachgewiesen. Die Effekte der
Spannungserweichung und Restverformung werden unabhängig von den Randbedingungen deutlich
unterschätzt. Des Weiteren wurde die Übertragbarkeit der entwickelten Materialbeschreibung auf
ein anderes TPE belegt.
