Numerische Simulation von Polymernetzwerken mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode

In der Arbeit werden Finite-Elemente-Simulationen basierend auf der Mikrostruktur von Polymeren benutzt, um materielle sowie geometrische Informationen von der Mikroebene auf die Makroebene zu transferieren. Basierend auf der statistischen Mechanik wird eine Methode vorgestellt, die es ermöglicht, nichtaffines Materialverhalten, willkürliche Kettenverteilung sowie das Reißen und das Wiederverbinden einzelner Ketten von gefüllten und ungefüllten Polymernetzwerken zu berücksichtigen. Grundprinzip dieses Ansatzes ist eine so genannte Einheitszelle, mit der es möglich ist, Polymerstrukturen, wie beispielsweise Schutzdichtungen, zu diskretisieren. Vergleiche mit Experimenten zeigen, dass es mit dem hier vorgestellten Ansatz möglich ist, das makromechanische Materialverhalten von Polymernetzwerken in zufriedenstellender Weise wiederzugeben. Diese Art von Informationen ist besonders für die Polymerindustrie von Interesse