FEM zur mechanischen Auslegung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen

Kunststoffe finden einen großen und auch weiter zunehmenden Einsatz in einer Vielzahl von Produkten. Die Anforderungen an die technische Leistungsfähigkeit solcher Produkte steigt stetig und damit auch der Bedarf und das Interesse daran Bauteile aus Kunststoffen im Rahmen der virtuellen Produktentwicklung mit numerischen Methoden wie der FEM zu berechnen. Bei metallischen Werkstoffen liegen diesbezüglich deutlich mehr Erfahrungen vor. Trotz der weiten Verbreitung der FEM bereitet ihre Anwendung und auch die Interpretation der Ergebnisse gerade im Kunststoffbereich vielfach große Schwierigkeiten. Dies ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, dass Kunststoffe im Gegensatz zu anderen Werkstoffen aufgrund ihres ausgeprägten nichtlinearen Werkstoffverhaltens weitaus schwieriger berechenbar sind. Die alleinige Anwendung der FEM ohne detailliertes Werkstoffwissen ist nur begrenzt erfolgreich. Zum einen muss also von einem Konstrukteur im Kunststoffbereich ein tiefgreifendes Verständnis des spezifischen Werkstoffverhaltens von Kunststoffen gefordert werden. Zum anderen wird er dieses Werkstoffwissen nur erfolgreich in der FEM nutzen können, wenn er über die grundlegenden Vorgehensweisen dieser Methode ausreichend informiert ist.

Literatur oder Richtlinien, die es dem Praktiker erlauben Bauteile aus Kunststoffen oder Elastomeren werkstoffgerecht mittels FEM auszulegen gibt es nicht oder nur rudimentär.