Projekt

Das entwickelte Auswertungsverfahren ermöglicht es, bei bekannter Anrisslänge bzw. Fehlstellengröße die Restlebensdauer zu berechnen. Außerdem lassen EPDM-Elastomerwerkstoffe in Kombination mit den neu entwickelten Vernetzerpräparationen eine entscheidende Lebensdauerverlängerung von Bauteilen unter erhöhten Betriebstemperaturen erwarten.

Das Eigenschaftsbild von Elastomeren wird nicht nur durch die verwendete Rezeptur in Kombination mit der chemischen Vernetzung und dem Herstellungsprozess bestimmt, sondern auch maßgeblich durch chemische Veränderungen am Werkstoff, die in Abhängigkeit seiner Beanspruchung in Folge von komplex ablaufenden Alterungsvorgängen unvermeidbar sind. Dieses führt insbesondere unter thermischer und mechanischer Belastung zur Funktionsuntüchtigkeit eines Bauteils.
Damit für Elastomerbauteile zuverlässige Langzeitvorhersagen und Lebensdauerprognosen möglich werden, müssen die thermischen, thermisch-oxidativen und mechanischen Verschleißmechanismen untersucht werden. Unter chemischen Aspekten müssen geeignete Analyseverfahren zur Bestimmung von Netzknotendichte und -strukturen weiterentwickelt werden.

Ergebnisse:

• In diesem Teilprojekt wurde ein Auswertungsverfahren entwickelt, das eine präzise Bestimmung bruchmechanischer Kennwerte aus den Rohdaten der Risskonturlänge und der eingespeisten Energie ermöglicht. Damit konnten experimentell ermittelte Risswachstumskurven vom Anriss bis zum kompletten Ausfall der Prüfkörper exakt vorausberechnet werden.
• Die Methodik wurde danach angewandt, um die Leistungsfähigkeit von Elastomerwerkstoffen abzuschätzen, die unter Verwendung speziell entwickelter Vernetzerpräparationen hergestellt wurden. Die experimentellen Rohdaten, wie auch die Vorausberechnungen, lassen insbesondere im Falle von Elastomerwerkstoffen auf Basis von EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) eine entscheidende Verlängerung der Lebensdauer von Bauteilen erwarten, die zugleich hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind.