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Bauteile bestehend aus Faserverbundkunstoffen (FVK) sind von Natur aus für fertigungsbedingte Defekte anfällig, welche die Materialeigenschaften, die Bauteilleistung und -Lebensdauer beeinflussen können. Diese Defekte resultieren aus der Inhomogenität des Grundmaterials, aus den verschiedenen Fertigungsschritten zur Herstellung des Bauteils oder entstehen durch externe Lasten während der Fertigung (z. B. Werkzeugverlust oder sog. „Tool-Drop“). In diesem Kapitel wird die Entwicklung einer numerischen Prozesskette zur Prognose der Fertigungseffekte und der resultierenden Streuungen der Bauteileigenschaften entwickelt. Numerische Methoden werden auf unterschiedliche Skalen (mikro-, meso- und makroskopische Skalen) mit der Software LS-DYNA und LS-OPT aufgebaut, um virtuell die Materialkennwerte von FVK und die Schwankungen der Eigenschaften zu berechnen und dadurch den experimentellen Charakterisierungsaufwand zu reduzieren. Parallel dazu werden relevante Fertigungsschritte numerisch abgebildet. Durch die Kopplung von virtueller Charakterisierung und numerischer Prozesskette, und unter Berücksichtigung von realen Fertigungsrandbedingungen wird die Lebensdauer einzelner Bauteilindividuen vorhergesagt.

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Durchführung der Simulationsprozesskette

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  • 发表日期：

    2025年

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  • Mathieu Vinot,
  • Tolga Usta,
  • Christian Liebold,
  • Martin Holzapfel,
  • Silvio Facciotto,
  • Florian Fritz,
  • Jan Dietrich Seiffert,
  • Markus Münch,
  • Karim Bahroun,
  • Lennart Bechtloff,
  • Hermann Finckh,
  • Jörg Dittmann,
  • Andreas Raichle,
  • Nathalie Toso,
  • Peter Middendorf,
  • Heinz Voggenreiter,
  • Patrick Böhler,
  • Jochen Wiedemann

摘要

Bauteile bestehend aus Faserverbundkunstoffen (FVK) sind von Natur aus für fertigungsbedingte Defekte anfällig, welche die Materialeigenschaften, die Bauteilleistung und -Lebensdauer beeinflussen können. Diese Defekte resultieren aus der Inhomogenität des Grundmaterials, aus den verschiedenen Fertigungsschritten zur Herstellung des Bauteils oder entstehen durch externe Lasten während der Fertigung (z. B. Werkzeugverlust oder sog. „Tool-Drop“). In diesem Kapitel wird die Entwicklung einer numerischen Prozesskette zur Prognose der Fertigungseffekte und der resultierenden Streuungen der Bauteileigenschaften entwickelt. Numerische Methoden werden auf unterschiedliche Skalen (mikro-, meso- und makroskopische Skalen) mit der Software LS-DYNA und LS-OPT aufgebaut, um virtuell die Materialkennwerte von FVK und die Schwankungen der Eigenschaften zu berechnen und dadurch den experimentellen Charakterisierungsaufwand zu reduzieren. Parallel dazu werden relevante Fertigungsschritte numerisch abgebildet. Durch die Kopplung von virtueller Charakterisierung und numerischer Prozesskette, und unter Berücksichtigung von realen Fertigungsrandbedingungen wird die Lebensdauer einzelner Bauteilindividuen vorhergesagt.