Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Anwenderorientiertes Lebensdauerprognosesystem für dynamisch belastete Elastomerbauteile

Elastomere finden in zahlreichen antriebstechnischen Anwendungen Einsatz, um schwingungstechnischen Problemstellungen zu begegnen. Das Langzeitverhalten elastomerer Bauteile für spezifische Anwendungsfälle zu prognostizieren gestaltet sich jedoch aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren als äußerst herausfordernd. Um dem Kundenwunsch nach einer präzisen und damit kosteneffizienten Lebensdauerprognose der Produkte sowie einem schonenden Umgang mit nicht-recyclefähigen Material nachzukommen, bedarf es einer simulativen Ermittlung des Bauteilverhaltens. In diesem Vorhaben soll ein anwenderorientiertes Lebensdauerprognosesystem für Elastomerbauteile entwickelt werden, das mit geringem Prüfaufwand durchführbar ist. Die Charakterisierung von Material- und Schädigungsverhalten soll zu diesem Zweck über geometrisch vereinfachte Prüfkörper ermöglicht werden. Die Adaption des schädigungsabhängigen Materialverhaltens auf das konkrete Bauteil erfolgt simulativ über eine Kopplung von FE-Simulationen und nichtlinearer Schadensakkumulation.

Für KMU, welche die Kapazitäten zum Vorantreiben eigener Forschung häufig nicht aufbringen können, eröffnen sich dadurch neue Möglichkeiten hinsichtlich Service- und Produktoptimierung. Der gesamte Prognoseprozess wird softwareseitig über eine schnittstellenoffene Plattformlösung abgebildet. Damit ist die Implementierung des Systems in bestehende IT-Systeme (CAD, FEM, etc.) von Unternehmen möglich. Neben der Substitution von zeit- und kostenintensiven zerstörenden Bauteilprüfungen, können präzise Angaben zu Wartungs- und Austauschintervallen auf Basis der Lebensdauersimulation getroffen werden. Hiermit wird die Grundlage für neue Geschäftsmodelle geschaffen (Product-as-a-Service). Die Möglichkeit der virtuellen Lebensdauersimulation kann zudem für eine beanspruchungs-gerechte Geometrieoptimierung hinsichtlich der Lebensdauer herangezogen werden, um den Materialeinsatz zu optimieren (Design for X).