Bruchmechanik ternärer Polymermischungen: Mehrskalenmodellierung unter Berücksichtigung verarbeitungsinduzierter Morphologieeffekte

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Seelig
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 203024772

Eine in technischen Anwendungen weitverbreitete Klasse thermoplastischer Polymerwerkstoffe sind Mischungen aus Polycarbonat (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Sie besitzen eine komplexe Mikrostruktur, die sich in Verbindung mit mikroskopischen Schädigungsprozessen maßgeblich auf das makroskopische Bruchverhalten auswirkt. Während umfangreiche experimentelle Studien hierzu in der Literatur vorliegen, wird im aktuellen Projekt erstmalig der Zusammenhang zwischen Mikrostruktur und Bruchverhalten systematisch mittels mehrskaliger kontinuumsmechanischer Modellierungen untersucht. Im ersten Bearbeitungszeitraum konnten im Rahmen idealisierter Simulationsmodelle (z.B. periodische Mikrostrukturen) sowie quasistatischer isothermer Belastungsbedingungen bereits wertvolle Erfahrungen und Einblicke gewonnen werden. Darauf basierend sollen im Fortsetzungszeitraum die realitätsnahe Mikrostrukturbeschreibung (randomisiert, Morphologie), der Einfluss hoher Belastungsgeschwindigkeiten sowie die adiabate Erwärmung in der Bruchprozesszone im Vordergrund stehen. Ziele sind dabei ein vertieftes modellbasiertes Verständnis der Mikrostruktur-Eigenschafts-Beziehungen bei PC/ABS-Mischungen, aber auch die Entwicklung prognosefähiger makroskopischer Materialmodelle.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen