Experimental Observation of the Deformation Induced Anisotropy of the Mullins Effect in Rubber

Erschienen in: KGK - Kautschuk Gummi Kunststoffe - 03/2006

Autor: M. Itskov, E. Haberstroh, A.E. Ehret, M.C. Vöhringer, Aachen

In the paper, an experimental study of the influence of loading cycles in one direction on the stress softening in another direction in an ACM-elastomer is presented. Stress-stretch diagrams resulting from uniaxial tension cycles with a constant and alternating direction of elongation are compared. This leads to the conclusion that tensile cycles in one direction do not cause the Mullins effect in the perpendicular direction. Moreover, contractive stretches in a direction, where the Mullins effect in tension is already present, weaken the stress softening. The anisotropy of the Mullins effect becomes clearly evident and should be taken into account in the constitutive modeling of filled elastomers.

Experimentelle Untersuchung der deformationsinduzierten Anisotropie des Mullins Effektes bei Kautschuken
In diesem Artikel wird die experimentelle Untersuchung des Einflusses von wiederholten Belastungen entlang einer Richtung auf die Entfestigung in einer anderen Richtung an einem ACM-Elastomer dargestellt. Dabei werden Spannungs/Verstreckgrad-Diagramme aus einachsigen Zugversuchen verglichen, bei denen die Belastungsrichtung entweder konstant, oder aber abwechselnd orthogonal gewählt wurde. Als Ergebnis zeigt sich, dass Zugbelastungszyklen entlang einer Richtung keinen Mullins Effekt in der Querrichtung hervorrufen. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass kontraktive Belastungen in einer Richtung, in der der Mullins-Effekt bereits ausgeprägt ist, die Entfestigung abschwächen. Die Anisotropie des Mullins-Effektes wird somit deutlich erkennbar und sollte bei der konstitutiven Modellierung partikelverstärkter Elastomere dringend berücksichtigt werden.

Dieser Artikel ist in englisch.

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