Versagensmodellierung – Kunststoff ist kein weicher Stahl

Kunststoff ist kein weicher Stahl. Diese einfache Regel gilt besonders dann, wenn es um die Abbildung des Versagens geht. Durch den chemischen Aufbau der Polymere aus langkettigen Makromolekülen ist das Verhalten der Kunststoffe unter Zug und Druck sehr unterschiedlich. Trotz betragsmäßig vergleichbarer Spannungszustände kann der Kunststoff bei Druckbelastung wesentlich höhere Energien ertragen, als unter Zug belastet. Gleiches gilt für Belastungen längs und quer zur Faserrichtung: Kunststoff versagt anisotrop! Ein zusätzlicher Effekt ist die Dehnratenabhängigkeit. Genauso wie die Steifigkeit durch die Belastungsgeschwindigkeit verändert wird, zeigt auch das Versagen eine klare Abhängigkeit. Einfache, aus dem Metallbereich bekannte Versagensmodelle, z.B. nach von Mises, müssen hier zwangsläufig versagen. Diese Effekte sowie die zähigkeitsändernden Wirkungen von Additiven erfordern eine besondere, auf den Kunststoff angepasste numerische Behandlung des Versagens. Die in ULTRASIM® verwendete numerische Beschreibung des Materials ist in der Lage, diese wichtigen Effekte präzise abzubilden.

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