From bulk to structural failure: fracture of hyperelastic materials

Rosendahl, Philipp Laurens (2020)
From bulk to structural failure: fracture of hyperelastic materials.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.25534/tuprints-00008693
Dissertation, Erstveröffentlichung

URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/8693

Kurzbeschreibung (Abstract)

This thesis investigates the fracture of nearly incompressible hyperelastic media. It covers the different characteristics of bulk material failure under dilatational or distortional loads and develops a unified description of the corresponding failure surface. It proposes a coupled strain and energy failure criterion for the assessment of notch-induced crack nucleation and presents a weak interface model that allows for efficient stress, strain and failure analyses of hyperelastic adhesive lap joints. Theoretical concepts for the measurement of fracture properties of nonlinear elastic materials are provided. The methodology is developed using two exemplary hyperelastic silicones, DOWSIL 993 Structural Glazing Sealant and DOWSIL Transparent Structural Silicone Adhesive, and is validated using large sets of experiments of different loading conditions.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2020

Autor(en):

Rosendahl, Philipp Laurens

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

From bulk to structural failure: fracture of hyperelastic materials

Sprache:

Englisch

Referenten:

Becker, Prof. Dr. Wilfried ; Altenbach, Prof. Dr. Holm

Publikationsjahr:

2020

Ort:

Darmstadt

Datum der mündlichen Prüfung:

27 Mai 2020

DOI:

10.25534/tuprints-00008693

URL / URN:

https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/8693

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Diese Arbeit untersucht das Versagen von nahezu inkompressiblen hyperelastischen Materialen. Es werden die unterschiedlichen Versagensmoden bei Volumen- und Gestaltänderung dieser Materialen beleuchtet und eine einheitliche Beschreibung der Versagensfläche entwickelt. Die Arbeit schlägt ein gekoppeltes Dehnungs- und Energieversagenskriterium zur Beurteilung kerbinduzierter Rissbildung vor und stellt ein semi-analytisches Modell vor, das effiziente Spannungs-, Dehnungs- und Versagensanalysen hyperelastischer Überlappungsklebfügungen ermöglicht. Es werden theoretische Konzepte zur Messung bruchmechanischer Werkstoffkennwerte für nichtlinear-elastische Materialien bereitgestellt. Die Methodik wird beispielhaft anhand von zwei hyperelastischen Silikonen, DOWSIL 993 Structural Glazing Sealant und DOWSIL Transparent Structural Silicone Adhesive, entwickelt und anhand umfangreicher experimenteller Befunde mit unterschiedlichen Belastungen validiert.

Deutsch

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-86934

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet für Strukturmechanik (FSM)

Hinterlegungsdatum:

10 Jun 2020 14:06

Letzte Änderung:

16 Jun 2020 05:20

PPN: