Die Finite Elemente Methode ist heute ein Standardwerkzeug in der Produktentwicklung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen. Ein Grundverständnis der rechnerischen Auslegung solcher Bauteile ist somit nicht nur beim Anwender von Simulationssoftware, sondern auch bei all denen, die sich mit den Ergebnissen von FEM-Simulationen auseinandersetzen müssen gefordert.
In viele Entscheidungsprozesse in der Produktentwicklung fließen Simulationsergebnisse ein, die es erforderlich machen, dass die Entscheidungsträger die gelieferten Ergebnisse richtig interpretieren und kritisch hinterfragen, um damit deren Zuverlässigkeit zu beurteilen. Zum einen muss also von den verantwortlichen Mitarbeitern ein Verständnis des spezifischen Werkstoffverhaltens dieser Materialien gefordert werden. Zum anderen kann dieses Werkstoffwissen nur erfolgreich in der FEM genutzt werden, wenn die grundlegenden Vorgehensweisen der Methode ausreichend verstanden sind.
Diese für eine erfolgreiche Berechnung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen unerlässliche Brücke soll das vorliegende Buch schlagen. Es wendet sich dabei gleichermaßen an den operativ tätigen Berechnungsingenieur und den CAE-Manager als auch an Projektingenieure in der Produktentwicklung.

Aus dem Inhalt:
1 Einleitung und Zielsetzung
Teil I (Einführung in die FEM)
2 Grundlegende Vorgehensweise
2.1 Systemgleichungen und Gleichungslösung
2.2 Formfunktionen
2.3 Nichtlineare Problemstellungen
3 Erzeugung eines FE-Modells
3.1 Elementeigenschaften
3.1.1 Geometrie
3.1.2 Aufbau
3.2 Elementtypen
3.2.1 Strukturelemente
3.2.2 Kontinuumselemente
3.3 Gesamtmodell
3.3.1 Geometrie
3.3.2 Randbedingungen
3.3.3 Kontaktberechnungen
3.4 Umsetzung in den verschiedenen Softwarepaketen
Teil II (Kunststoff- und elastomergerechte FE-Simulation)
4 Materialverhalten und innere Eigenschaften
4.1 Grundbegriffe der Mechanik
4.2 Charakteristische Werkstoffeigenschaften von Polymeren
4.3 Beschreibung des Materialverhaltens
4.3.1 Thermoplaste
4.3.2 Elastomere und TPE
4.3.3 Duroplaste
4.4 Bestimmung der Materialparameter
4.4.1 Prüfmethoden
4.4.2 Materialparameter linear-elastischer Materialmodelle
4.4.3 Materialparameter hyperelastischer Materialmodelle
4.4.4 Materialparameter viskoser und viskoelastischer Materialmodelle
5 Dimensionierung von Kunststoffbauteilen
5.1 Bewertung mehraxialer Beanspruchungen
5.2 Dimensionierungskennwerte
5.2.1 Thermoplaste und Duroplaste
5.2.2 Elastomere
5.2.3 Faserverstärkte Kunststoffe
6 Methodische Vorgehensweise für ausgewählte Problemstellungen
6.1 Kurzzeitige Belastung
6.1.1 Einfluss der Materialdaten auf das Rechenergebnis
6.1.2 Modellierung langfaserverstärkter Kunststoffe
6.1.3 Modellierung kurzfaserverstärkter Kunststoffe
6.1.4 Modellierung von Elastomerbauteilen
6.2 Langzeitige Belastung
6.2.1 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit Kriechmodul
6.2.2 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit linear-viskoelastischem Materialmodell
6.3 Dynamische Belastung
6.3.1 Stoßartige Belastung
6.3.2 Dynamisch/zyklische Belastung
7 Interpretation von Simulationsergebnissen
8 Literatur