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Endlosfaser

Die durch die CAE-Kette vorliegenden Informationen werden in der Struktursimulation verarbeitet, um das reale Bauteilverhalten besser vorhersagen zu können. Dabei werden die verfügbaren Informationen wie die Faserorientierung und der Faservolumengehalt, die sich primär auf die Steifigkeiten auswirken, jedem Element einzeln zugewiesen. In den entwickelten Materialmodellen werden durch die Deformation des Materials entstehenden Faserrotation, die materialbedingten Nichtlinearitäten, als auch die Schädigungsevolution modenbedingt modelliert.

Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf der Berücksichtigung aller Prozesseinflüsse wie das strukturmechanische Bauteilverhalten beeinflussen. In aktuell laufenden Projekten sollen weitere für die Auslegung von Bauteilen strukturrelevante Drapiereffekte wie beispielsweise Welligkeiten und Klaffungen berücksichtigt werden. Ein weiteres Ziel ist es die die faservolumengehaltabhängigen Festigkeiten und die dadurch resultierende Schädigungsevolution beschreiben zu können.
 

           

Abb. 1: lokale Welligkeit nach einer                                        Abb. 2: Flächengewichtsänderung durch
Umformung                                                                          Sicherung des Halbzeugs

Abbildung 3: Faserorientierung und Schädigung an einem mehrfachgekrümmten Bauteil in der Strukutrsimulation [1,2]
 

[1] Kärger, L. et al.: Development and validation of a CAE chain for unidirectional fibre reinforced composite components. Composite Structures 2015, 132: 350-358.

[2] Galkin, S. et. al.: Experimentelle und virtuelle Strukturbewertung von FVW unter statischer Belastung, Abschlussworkshop "Technologie-Cluster Composites Baden-Württemberg TC²" 2015.