Unser InstitutTeam
Alexander Ricker

M. Sc. Alexander Ricker

M. Sc. Alexander Ricker
Adresse
An der Universität 1
30823 Garbsen
Gebäude
Raum
305
M. Sc. Alexander Ricker
Adresse
An der Universität 1
30823 Garbsen
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Raum
305
  • Forschungsprojekte

    Material modeling

    • Charakterisierung sowie Modellbildung zur Beschreibung von Kompressionsmoduli technischer Gummiwerkstoffe
      In der Auslegung von Elastomerbauteilen steht zu Beginn ein aufwendiger Entwicklungsprozess. Dieser Prozess wird oftmals mit Finite-Elemente-Analysen (FEA) zur Vorhersage der mechanischen und dynamischen Eigenschaften begleitet. Insbesondere für Dichtungsanwendungen sind vorab Aussagen über die Verformungen im Bauteil sowie Anpressdrücke, somit Aussagen zur Beständigkeit, von großem Interesse. Im Gegensatz zur Reifenindustrie, die fast ausschließlich sehr große Unternehmen umfasst, sind in der Herstellung von technischen Gummiwaren wie z.B. Feder-Dämpfer-Elementen, Dichtungen, Profilen und Schläuchen zahlreiche kleinere und mittlere Unternehmen tätig, für die die Projektergebnisse und deren Umsetzung auf Grund zu meist relativ geringer Entwicklungskapazitäten besonders wichtig sind. Zur Vorabberechnung per FEA sind Materialmodelle für die technischen Gummiwerkstoffe von Nöten. In Vereinfachung wird für die eingesetzten Elastomere Inkompressibilität angenommen. Diese Annahme ist korrekt für einfache Zugzustände. Überlagern sich einfache Zugzustände mit hydrostatischem Druck können deutliche Abweichungen zwischen der Annahme idealer Inkompressibilität sowie Kompressibilität vorkommen. In realen Bauteilbelastungen wird das Elastomer zudem zyklisch belastet und Teilbereiche im Bauteil erfahren unterschiedliche Belastungshistorien. Die aus der Belastung resultierende Inelastizität und Materialerweichung zum einem und Effekte eines nichtlinearen Kompressionsmoduls zum anderen führen in der Validierung bestehender Materialmodelle zu unbefriedigenden Resultaten. Im Rahmen dieses Projektes soll insbesondere ein Augenmerk auf die Quantifizierung des Kompressionsmoduls auf zyklische hydrostatischer Drücke, vgl. Dichtungen, gelegt werden. Diese Betrachtung findet bisher in der Literatur kaum Beachtung. Auf Grundlage der experimentellen Versuche wird ein geeignetes Materialmodell zur Beschreibung der Effekte erweitert und in der FEA validiert. In der Herstellung von technischen Gummiwaren wie z.B. Feder-Dämpfer-Elementen, Dichtungen, Profilen und Schläuchen sind zahlreiche KMU tätig, für die die Projektergebnisse und deren Umsetzung auf Grund zu meist relativ geringer Entwicklungskapazitäten besonders wichtig sind.
      Leitung: N.H. Kröger
      Team: A. Ricker
      Jahr: 2018
      Laufzeit: 2 Jahre
    • Effective Characterization and Modelling of Elastomeric Materials for FE-Applications
      Finite-Element simulations are in wide use for the development and design of industrial products. The calculation of rubber parts faces special problems due to the highly nonlinear and time dependent nature of the material. For good prediction of the final product these effects have to be captured by the underlying material models. Although there is a vast amount of different models, most of them do not offer a sufficient description of the materials behaviour or are numerically inefficient. The latter class, containing more advanced models, suffers from a large amount of parameters. Parameter identification is usually carried out by doing mechanical experiments dependent on the use case of the simulation. There is no guideline regarding the choice, parameters and amount of these experiments. In many cases there has to be a trade-off between numerical cost, effort of characterization and accuracy of the resulting simulation, but the impact of each contribution is not precisely known. The proposed project aims to benchmark both established and emerging models for filled and unfilled elastomers in the context of usability. In more detail, the following indicators shall be investigated -Numerical properties of the models. This includes numerical cost and speed, mesh size dependency and ease of implementation. -Stability and robustness, especially in complex deformation states. -Predictability and plausibility of the models response. Moreover, the relation between fitting parameters and aspects of the materials behaviour is investigated. This question is closely related to the effort of model parameterization. -Physical basis and possibility of physical interpretation of fitting parameters. -Quality of the model fit, which is related to the amount of effects (e.g. relaxation/creep, temperature, volume changes etc.), modelled. -Modularity and extensibility. Based on the benchmarking a scheme for efficient parameter identification shall be drawn, dependent on the specific use case. This includes -Choice of samples and measurement setup. Here, the effort for the different tests is taken into account for different materials. -Measurement protocol including speed and relaxation/creep, if appropriate. -Possibilities to characterize the temperature dependent response.
      Leitung: N.H. Kröger
      Team: A. Ricker
      Jahr: 2019
      Förderung: Joint Industry Project
      Laufzeit: 3 years
  • Publikationen und Vorträge

    Artikel in Journal

    • J. Plagge, A. Ricker, N.H. Kröger, P. Wriggers, M. Klüppel (2020): Efficient modeling of filled rubber assuming stress-induced microscopic restructurizationInternational Journal of Engineering Science

    Artikel in Conference Proceedings

    • A. Ricker, N.H. Kröger (2019): Influence of various curing systems and carbon black content on the bulk modulus of EPDM rubber11th European Conference on Constitutive Models for Rubber
      ISBN: 9780367342586
    • A. Ricker, N.H. Krӧger, M. Ludwig, R. Landgraf, J. Ihlemann (2019): Validation of a hyperelastic modelling approach for cellular rubber11th European Conference on Constitutive Models for Rubber
      ISBN: 9780367342586
    • J. Plagge, A. Ricker, M. Klüppel (2019): Efficient modeling of inelastic effects in filled rubber using load dependent relaxation times11th European Conference on Constitutive Models for Rubber
      ISBN: 9780367342586

    Vortrag

    • A. Ricker, N.H. Kröger (2019): Influence of various curing systems and carbon black content on the bulk modulus of EPDM rubber11th European Conference on Constitutive Models for Rubber
      ISBN: 9780367342586
    • A. Ricker, N.H. Krӧger, M. Ludwig, R. Landgraf, J. Ihlemann (2019): Validation of a hyperelastic modelling approach for cellular rubber11th European Conference on Constitutive Models for Rubber
      ISBN: 9780367342586
  • Lehre
    WiSe 18/19Bachelorprojekt (Konstruktion einer Crashstruktur)
    SoSe 19Technische Mechanik 2 (Festigkeitslehre)
    WiSe 19/20Bachelorprojekt (Konstruktion einer Crashstruktur)
    SoSe 20

    Kontinuumsmechanik 2 (Materialmodellierung)

    WiSe 20/21Finite Elemente Methode 1 (linear-elastische Mechanik)