Kontinuumsmechanische Modellierung der physikalischen Alterung von Polymerschichten im Glasübergangsbereich
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Projekt wurden umfangreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen zu den thermomechanischen und kalorischen Zusammenhängen des Glasübergangs durchgeführt. Durch die theoretische Untersuchung konnte der Zusammenhang zwischen dem Glasübergang und der physikalischen Alterung herausgearbeitet werden. Anhand eines hybriden thermodynamischen Potentials konnte ein Modell entwickelt werden, das sowohl den Glasübergang als auch die physikalische Alterung darstellen kann. Die Simulation zeigte gute Übereinstimmungen mit den gemessen Verläufen der Volumendehnung und der deviatorischen Spannungen. Für die Simulation der Enthalpierate war eine Erweiterung notwendig, die kürzlich in einer weiteren Arbeit publiziert wurde. Die Literaturrecherche zeigte, dass große Deformationen zu einer Verjüngung der physikalischen Alterung führen können. Da große Deformationen geraden an den bemessungsrelevanten Stellen eines Bauteils auftreten, ist für zukünftige Projekte eine genauere experimentelle Untersuchung der Verjüngung von großem ingenieurwissenschaftlichen Interesse. Gleiches gilt für die Modellentwicklung hinsichtlich dieses Verhaltens.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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[2012]: Thermomechanical and calorimetric behaviours of supported glass-forming films: A study based on thermodynamics with internal variables, Thin Solid Films, Vol. 522, 441-451
Lion, A., Engelhard, M., Johlitz, M.
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[2013]: Konstitutive Modellierung der physikalischen Alterung von Polymerschichten, Tagungsband 6. Landshuter Leichtbau-Colloquium, 111-115
Mittermeier, C., Johlitz, M. and Lion, A.
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[2013]: Physikalische Alterung von Polymerschichten, lightweightdesign, Vol. 6, 48-51
Mittermeier, C., Lion, A.
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[2014]: Thermomechanical material modelling based on a hybrid free energy density depending on pressure, isochoric deformation and temperature, Int. J. Solid Struct. Vol 51, Isssues 3-4, 729-739
Lion, A., Dippel, B., Liebl, C.
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[2015]: A thermodynamically based approach to model physical ageing of amorphous polymers, Arch. Appl. Mech., Vol. 85 Number 8, 1025-1034
Mittermeier, C., Johlitz, M., Lion, A.
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[2016]: Constitutive modelling of the glass transition and related phenomena: relaxation of shear stress under pressure, Advanced Methods of Continuum Mechanics for Materials and Structures, Vol. 60, 103-118
Lion, A., Johlitz, M., Mittermeier, C.
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[2016]: Heat capacities and volumetric changes in the glass transition range: a constitutive approach based on the standard linear solid, Continuum Mech. Thermodyn.
Lion, A., Mittermeier, C., Johlitz, M.
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[2017]: Heat capacities and volumetric changes in the glass transition range: a constitutive approach based on the standard linear solid. Continuum Mechanics and Thermodynamics, 1-19
Lion, A., Mittermeier, C., & Johlitz, M.
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Beitrag zur kontinuumsmechanischen Modellierung des Glasübergangs und der daraus resultierenden physikalischen Alterung, Dissertation, Neubiberg, Universität der Bundeswehr München, 2017. 159 S.
Mittermeier, C.
