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J. Eberhardsteiner, H. Rattensperger, W. Fidi:
"Numerische Modellierung von verstärkten Elastomer-Hydraulikschläuchen";
in: "International Rubber Conference 2003 (IRC '03)", Deutsche Kautschuk-Gesellschaft e.V., 2003, S. 319 - 322.

In vielen Bereichen der Industrie und des Maschinenbaus werden Hochdruckhydraulikschläuche zur Kraftübertragung bei Steuer-, Regel-, Antriebs- und Bremsanlagen eingesetzt. Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet dieser Schläuche ist der Transport von Flüssigkeiten wie z.B. in der Off-shore-Technik. Schläuche dieser Art müssen dicht, flexibel und widerstandsfähig gegen hohe Innendrücke sein. Mit dem Schlauch verpresste Armaturen bilden die Anschluss- und Übergangselemente bei diesen Hochdrucksystemen. Hochdruckhydraulikschläuche sind Verbundkonstruktionen mit Gummi als Matrixmaterial und darin eingebetteten Verstärkungseinlagen aus Draht oder Textil. Abhängig von den technischen Anforderungen werden diese Festigkeitsträger in spiralgewickelter oder geflochtener Form angeordnet. Bei den Geflechten hat die Interaktion gegengleicher Drahtbündel einen signifikanten Einfluss auf die globale Steifigkeit des Festigkeitsträgers.

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von realistischen numerischen Simulationsmodellen für verschiedene Typen von Hochdruckhydraulikschläuchen zum Zweck der Vorhersage des Deformations- und Spannungszustands unter Gebrauchslasten, der Ermittlung des Platzdrucks und der Optimierung von Armaturverpressungen. Zu diesem Zweck sind entsprechend geeignete Werkstoffversuche als Grundlage für die Bestimmung der Materialparameter von Gummi unerlässlich. Aus diesem Grund ist die Ermittlung zuverlässiger Materialdaten zur Beschreibung des Verhaltens von Gummi unter realistischen Beanspruchungszuständen ein wesentlicher Punkt dieser Arbeit. Zu diesem Zweck wurde zusätzlich zu den im Allgemeinen verwendeten einaxialen Werkstoffversuchen ein biaxialer Membranzugversuch zur Bestimmung der Materialparameter herangezogen.

Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die numerische Modellierung geflochtener Verstärkungseinlagen. Das Konzept der mathematischen Beschreibung des mechanischen Verhaltens von Geflechten basiert auf dem so genannten "Stabgittermodell".

Abschließend werden die entwickelten Berechnungsmodelle anhand der numerischen Simulation einer Armaturverpressung mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) kalibriert und verifiziert.

http://aleph.ub.tuwien.ac.at/F?base=tuw01&func=find-c&ccl_term=AC04403106