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Hallo liebe Forenbesucher,
kann mir eventuell einer von euch einen Gefallen tun und mir, auf Basis der folgenden Spannungs-Dehungs-Tabelle die Mooney-Rivlin Konstanten berechnen?

Spannung N/mm² Dehnung
0,00          0,00
0,94          0,50
1,37          1,00
1,94          1,50
2,67          2,00
4,70          3,00
10,34          5,00

Danke im voraus für eure Hilfe...

Beste Grüße

Matthias         

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Nihil Ex Nihilo

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Ich verschiebe mal dorthin, wo's thematisch hingehört.

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Die Antwort kommt vielleicht ein wenig spät, trotzdem: Kommen die Daten aus einachsigen Zugversuchen? Sind die Spannungen Cauchy-Spannungen oder erste bzw. zweite Piola Kirchhoff-Spannungen? Ist die Dehnung in % oder absolut? Eine Streckung auf 6-fache Länge wäre beachtlich! Da die Kennlinie einen deutlich progressiven Verlauf bei hohen Dehnungen hat, könnte Mooney-Rivlin nicht die beste Wahl sein, besser könnte das Yeoh-Stoffgesetz geeignet sein, bist du denn da festgelegt?

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Hallo Christoph,
eine gute und hilfreiche Antwort kommt nie zu spät 

Die Daten stammen aus einem einachsigen Zugversuch an einem Normstab nach DIN 53504-S1. Stegbreite 6,00 mm, Anfangslänge 25 mm

Bei dem Material handelt es sich um ein HTV-Silikon, die Angabe der Dehnung erfolgte in %. Ob die Angabe in Cauchy oder Piola-Kirchoff Werte sind kann ich im Moment nicht sagen, was ich weiss ist das das Messgerät ein EPS500 von QTec ist.

Bezüglich des Stoffgesetzes bin ich grundsätzlich nicht festgelegt, mir geht es zunächst einmal darum herauszufinden welches Model die Wirklichkeit am besten nachbildet.

Bei dem Model handelt es sich um eine Art Zylinder aus Silikon der mit Druck beaufschlagt wird und sich dann an einen anderen zylindrischen Körper welcher Ihn umgibt anlegt. Wenn die beiden Körper sich in radialer Richtung berühren beginnt der innere sich in axialer Richtung auszudehnen (dieses reale Verhalten möchte ich simulieren)

Über weitere Tipps und Fragen die mir helfen die Thematik besser zu verstehen bin ich in jedem Fall dankbar.

Beste Grüße

Matthias

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Nihil Ex Nihilo

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Hallo Matthias,
bei Messgeräten werden meist die ersten Piola-Kirchhoff-Spannungen ausgegeben (d.h. die Zugkraft bezogen auf die unverformte Querschnittsfläche).
Um zu wissen, welches Modell man für eine realitätsnahe Simulation verwenden kann, muss man zuerst herausfinden, welche wichtigen Effekte auftreten. Bei Elastomeren beispielsweise sind das insbesondere inelastische Effekte wie bleibende Restverformung und Mullins-Effekt. Diese Phänomene können allein durch monotone Zugversuche nicht identifiziert werden. Inwieweit soetwas bei Silikonen auch auftritt, weiß sicher die Literatur.
Weiterhin gibt es Probleme, wenn die Identifikation der Materialparameter mit Hilfe gänzlich anderer Deformationen durchgeführt wird, als die, die dann in dem Bauteil auftreten. Es kann so dazu kommen, dass dein Materialmodell den Zugversuch gut abbilden kann, bei anderen Belastungen jedoch sehr schlechte Ergebnisse liefert. In deinem Fall wäre sicherlich ein Biaxialtest (z.B. in Form des "bubble inflation tests") näher an der Bauteilbelastung als ein Zugversuch.
Die meisten FE-Programme geben die Möglichkeit, die Materialparameter hyperelastischer Materialmodelle zu identifizieren. Alles was man machen muss, ist die experimentellen Daten einzugeben. Da kannst du vielleicht ein wenig herumspielen, um zu sehen, welches Modell am besten passt.
Viele Grüße,
Christoph

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