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Hallo zusammen,

ich versuche anhand von Versuchsdaten ein Materialmodell für ein thermoplastisches Polymer zu erstellen. Die "wahre" Spannungs-Dehnungs-Kurve habe ich bereits erstellt und ist in den beiden Bildern zu sehen. Einschnürung des Materials beginnt etwa bei 0,05 mm/mm.
Meine Herangehensweise wäre nun die Excel-daten als uniaxiale Versuchsdaten in die Workbench einzulesen und dann ein möglichst passendes hyperelastisches Modell via Curve-Fitting zu finden. Den plastischen Bereich würde ich nach der Definition einer Streckgrenze über Bi-oder Multilineare Plastizität beschreiben.
(Ich habe das bereits versucht und bin zu keinen zufrieden stellenden Ergebnissen gekommen, aber das kann natürlich noch an diversen Fehlern liegen die mir unterlaufen sein könnten, auch abseits des Materialmodells.)
Nun meine Fragen, ist das die richtige Herangehensweise für mein Problem, oder sollte ich ein grundlegend anderes Materialmodell anpeilen?
Und zweitens, falls die Herangehensweise richtig ist, welches der Hyperelastizitätsmodelle wäre für mich empfehlenswert? Die große Auswahl kann verwirrend sein und ich kenne mich in dem speziellen Thema zu wenig aus um jeweilige Vor- und Nachteile, die über eine rein optische Einschätzung der Kurve hinausgehen, bewerten zu können.

Ich danke für jedwede Hilfe

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Hallo,
mein Kollege Dr. Donner hat mir diese Zeilen zur Verfügung gestellt:

Die monotone Zugversuchskurve kann man bei Polymeren in der Regel mit vielen Stoffgesetzen abbilden (Hyperelasitizät, Viskoelastizität, Plastizität). Welches Materialmodell realisitisch ist, zeigen aber erst andere Aspekte: z.B. Entlastung, Lastumkehr, zyklische Versuche, unterschiedliche Dehnraten. Die Versuche sollten natürlich an die interessierenden Bauteileigenschaften angelehnt sein.

Die Entlastung kann bei großen Deformationen als Entscheidungshilfe dienen.
1) Hat man große bleibende Verformungen und kleine elastische Deformationen, ist ein plastisches Materialmodell sinnvoll.

2) Hat man große reversible Verformungen und kleine plastische Deformationen, ist ein hyperelastisches Materialmodell sinnvoll.

3) Sind beide Deformationsanteile in gleicher Größenordnung, ist beispielsweise das Bergström-Boyce-Modell oder das Drei-Netzwerkmodell (Three-Network model, kurz TNM, seit 21R2) notwendig.

Wichtig ist, dass Polymere generell ziemlich geschwindigkeitsabhängig sind. Während das Bergström-Boyce Modell oder das Drei-Netzwerkmodell das bereits automatisch drin haben, sollte man bei Hyperelastizät eine Erweiterung um Viskoelastizität und bei Plastizität um Viskoplastizität oder Kriechmodell in Betracht ziehen.

Viele Grüße

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CADFEM GmbH
Christian Jensch
Berechnungsingenieur
Tel: +49 (0)371-334262-22
E-Mail: cjensch@cadfem.de
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