In vielen Bereichen der Industrie spielen Elastomere heutzutage eine große Rolle. Gerade in der Automobilindustrie werden sie vielerorts eingesetzt, sei es als Dichtungswerkstoff, für Reifen oder als Lagermaterial für Bauteile, die Schwingungen vom Fahrzeuginsassen fernhalten sollen. Im Falle letzterer Anwendungen wird der Werkstoff zum einen durch das Gewicht des gelagerten Bauteils statisch belastet, zum anderen wirken Motorschwingungen und durch Unebenheiten im Untergrund bedingte dynamische Belastungen auf ihn ein. Diese Vielfalt von mechanischen Beanspruchungen erfährt das Bauteil bei stark schwankenden Temperaturen. In kalten Gefilden können Temperaturen von deutlich unter 0°C auftreten, in warmen Gegenden, grundsätzlich aber auch in der Nähe des Aggregates, werden hohe Temperaturen von 80°C und mehr erreicht. Hinzu kommt, dass sich das Material unter dynamischer Last aufgrund von Dissipation mitunter stark selbst erwärmt. Um diese Vielzahl von Einflüssen erfassen und abbilden zu können, werden in dieser Arbeit experimentelle Untersuchungen an einem rußgefüllten Naturkautschuk durchgeführt, die sowohl im Falle von Zug-, als auch von Druck- und Scherbelastungen das temperaturabhängige mechanische Verhalten widerspiegeln. Dies geschieht sowohl für quasistatische, als auch für dynamische Beanspruchungen. Zugleich werden die thermischen Eigenschaften untersucht, insbesondere die spezifische Wärmekapazität, die thermische Leitfähigkeit und der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient. In kombinierten Versuchen werden Proben dynamisch beansprucht und gleichzeitig deren Eigenerwärmung durch dissipative Effekte gemessen. Die Ergebnisse der Versuche werden im theoretischen Teil der Arbeit in ein Materialmodell überführt, welches die thermomechanisch gekoppelten Eigenschaften für finite Deformationen abbilden kann. Die Kopplung findet dabei in beide Richtungen statt - Veränderungen in der Temperatur beeinflussen das mechanische Verhalten, mechanische Beanspruchungen verändern die Temperatur. Zur Validierung wird das so motivierte Materialmodell anhand von Versuchen parametriert und in einen Finite Elemente Code implementiert. Es wird gezeigt, dass das Modell die relevanten, im Experiment beobachteten Effekte abbildet.    «

In vielen Bereichen der Industrie spielen Elastomere heutzutage eine große Rolle. Gerade in der Automobilindustrie werden sie vielerorts eingesetzt, sei es als Dichtungswerkstoff, für Reifen oder als Lagermaterial für Bauteile, die Schwingungen vom Fahrzeuginsassen fernhalten sollen. Im Falle letzterer Anwendungen wird der Werkstoff zum einen durch das Gewicht des gelagerten Bauteils statisch belastet, zum anderen wirken Motorschwingungen und durch Unebenheiten im Untergrund bedingte dynamische...    »