Verbesserung der Laborvoraussagen zum Risswachstum und Verschleiß von Reifen-Laufflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Gert Heinrich; Professor Dr. Manfred Klüppel
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236399313

Ausgehend von den bisher in der DFG-Forschergruppe FOR 597 Bruchmechanik und Statistische Mechanik von verstärkten Elastomerblends entwickelten Prüfkonzepten und vorliegenden experimentellen und theoretischen Ergebnissen zur Rissausbreitung in verstärkten Elastomerwerkstoffen unter zyklischer Belastung werden verbesserte Konzepte zur Prognose der dynamischen Rissausbreitung in Reifenbauteilenunter Praxisbedingungen entwickelt, zusammen mit dem Industriepartner unter Anwendung praxisrelevanter Prüfmethoden validiert und methodisch auf konkrete Anwendungsfälle (hier insbesondere Chip & Cut-Problematik bei harschen Einsatzbedingungen von Reifen) hin optimiert. Mittels dielektrischer Spektroskopie an präparierten Proben aus LKW-Laufstreifen soll aufgeklärt werden, ob Fließ- und Relaxationsprozesse bei der Vulkanisation zu einer signifikanten Anisotropie des Rußnetzwerks führen können und inwieweit Modifikationen des Rußnetzwerks unter anhaltender dynamischer Belastung die Chip & Cut-Problematik begünstigen. Insbesondere wird eine verbesserte Messmethode zur dynamischen 2D- und 3D-richtungsorientierten Rissausbreitung im simultanen Tensile- und Pure-Shear Prüfmodus, die in der FOR 597 entwickelt wurde, in die industrielle Praxis überführt. Gekoppelt mit einer neu konzipierten optischenAnalyse zur online-Ermittlung der Bruchzonenverzerrung werden die bruchmechanischen Vorgänge und die physikalischen Materialeigenschaften für die Vorhersage des Spannungsverhaltens an der Rissspitze untersucht. Die experimentellen Untersuchungen zum dynamischen Risswachstum am Tear-Fatigue-Analyzer werden durch FEM-Berechnungen zur Spannungserweichung und Weiterreißenergie in derRissspitze bei unterschiedlichen Belastungsmoden unterstützt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Beteiligte Institution: Continental Reifen Deutschland GmbH