FEM zur mechanischen Auslegung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen

Vorwort

Inhalt

1 Einleitung und Übersicht

Literatur zu Kapitel.1

2 Mechanisches Werkstoffverhalten und -modellierung

2.1 Grundbegriffe der Mechanik

2.2 Charakteristische mechanische Werkstoffeigenschaften

2.2.1 Thermoplaste

2.2.2 Faserverstärkte Thermoplaste

2.2.3 Elastomere

2.2.4 Duroplaste

2.2.5 Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzip

2.3 Modellierung des Werkstoffverhaltens

2.3.1 Thermoplaste

2.3.1.1 Materialmodelle für Kurzzeit-Belastung

2.3.1.2 Materialmodelle für Langzeit-Belastung

2.3.1.3 Materialmodelle für dynamische Belastung

2.3.2 Elastomere und TPE

2.3.2.1 Materialmodelle für Kurzzeit-Belastung

2.3.2.2 Materialmodelle für langzeitige und dynamische Belastung

2.3.2.3 Materialmodelle für die Kompressibilität

2.3.3 Duroplaste

2.4 Bestimmung von Materialparametern

2.4.1 Elastische Materialmodelle

2.4.2 Hyperelastische Materialmodelle

2.4.3 Elastoplastische Materialmodelle

2.4.4 Kriechmodelle

2.4.5 Viskoelastische Materialmodelle

Literatur zu Kapitel.2

3 Dimensionierung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen

3.1 Bewertung mehraxialer Beanspruchungen und Dimensionierungskennwerte

3.2 Dimensionierung von Thermo- und Duroplasten

3.2.1 Ermittlung von charakteristischen Werkstoffkennwerten für die Dimensionierung

3.2.2 Abschätzung von Bemessungskennwerten

3.2.3 Fertigungs- und konstruktionsbedingte Einflüsse auf die Festigkeit

3.2.4 Dimensionierung gegen eine zulässige Spannung

3.2.5 Dimensionierung gegen eine zulässige Dehnung

3.2.6 Dimensionierung gegen eine zulässige spezifische Arbeitsaufnahme

3.2.7 Dimensionierung von kurzfaserverstärkten Kunststoffen

3.2.7.1 Versagensverhalten von kurzfaserverstärkten Kunststoffen

3.2.7.2 Versagenshypothesen für kurzfaserverstärkte Kunststoffe

3.2.7.3 Ermittlung von Dimensionierungskennwerten für kurzfaserverstärkte Kunststoffe

3.2.7.4 Ermittlung von Spannungskennwerten für die Dimensionierung kurzfaserverstärkter Kunststoffe

3.2.8 Pseudo-plastische Materialmodelle

3.3 Dimensionierung von Elastomeren

3.4 Mehraxiale schwingende Beanspruchung

3.5 Zuverlässigkeit

Literatur zu Kapitel.3

4 Prinzip der FEM

4.1 Grundlegende Vorgehensweise

4.2 Systemgleichungen und Gleichungslösung

4.3 Formfunktionen

4.4 Integrationspunkte

4.5 Nichtlineare Problemstellungen

4.6 Implizite und Explizite Solver

4.7 Elementtypen

4.7.1 Elementeigenschaften

4.7.2 Kontinuumselemente

4.7.3 Strukturelemente

4.7.4 Sonstige Elemente

4.8 Prozesssimulation und Prozess-Struktur-Kopplung

4.9 Schwingungssimulation

4.9.1 Lösung von Schwingungsproblemen in der FEM

4.9.2 Definition des FE-Modells

4.9.3 Ergebnisse von Schwingungssimulationen

Literatur zu Kapitel 4

5 Durchführung einer FE-Analyse

5.1 Planung

5.1.1 Ergebnisdefinition

5.1.2 Eingangsdaten, Datenquellen

5.2 Modellerstellung

5.2.1 Modellierungskonzept

5.2.2 Vernetzung

5.2.3 Randbedingungen

5.2.3.1 Kontaktprobleme

5.3 Lösungsverfahren

5.3.1 Lineare und nicht-lineare Probleme

5.3.2 Implizite und explizite Solver

5.4 Validierung

5.5 Auswertung und Dokumentation

5.5.1 Formale Anforderungen an einen Bericht

5.5.2 Prozesssicherheit

Index