Institut für Fahrzeugsystemtechnik - Institutsteil Leichtbautechnologie

Entwicklung einer Methodik zum Übertragen von Eigenspannungen in die Struktursimulation

  • Motivation:

    Bei der Herstellung von Bauteilen aus Hochleistungsverbundmaterialien müssen die thermische Kontraktion, die sich aus der Abkühlung von Prozess- auf Raumtemperatur ergibt und die Schwindung als Folge der chemischen Reaktion des Matrixmaterials berücksichtigt werden. Um Verzug im Bauteil zu vermeiden, werden häufig geometrische Anpassungen am Werkzeug vorgenommen. Diese Maßnahmen führen jedoch zu Prozesseigenspannungen, die in das Bauteil eingebracht werden. Dadurch treten unter Umständen lokale Vorschädigungen auf, die die Festigkeit des Bauteils reduzieren. Im Zuge einer korrekten Auslegung lasttragender Komponenten müssen diese Eigenspannungen deshalb in der Strukturanalyse miteinbezogen werden.

    Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer robusten und sinnvollen Methodik für das Übertragen von Eigenspannungen in der Schnittstelle zwischen Verzugssimulation und Struktursimulation. Besondere Herausforderungen sind dabei die Änderung der Netztopologie von einem Volumen- zu einem Schalennetz und die Einhaltung der statischen Gleichgewichts- bedingungen.

    Voraussetzung:

    • Kenntnisse in Tensoralgebra und Kontinuumsmechanik 
    • FE Kenntnisse in Abaqus und erste Programmiererfahrung

    Arbeitsinhalte:

    • Einarbeitung in die Thematik
    • Konzeptionierung & Implementierung einer Schnittstelle zur Übergabe der Spannungen

    Kontakt:

    M.Sc. Constantin Krauß
    Tel.: +49 721 608-45896
    E-Mail: constantin.krauss@kit.edu

    Dipl.-Ing. Alexander Bernath
    Tel.: +49 721 608-45895
    E-Mail: alexander.bernath@kit.edu