{"id":23002,"date":"2020-10-07T09:04:35","date_gmt":"2020-10-07T07:04:35","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=23002"},"modified":"2020-10-06T09:05:57","modified_gmt":"2020-10-06T07:05:57","slug":"fraunhofer-lbf-entwickelt-anwendungsnahe-methoden-zur-simulation-von-kunststoffbauteilen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=23002","title":{"rendered":"Fraunhofer LBF entwickelt anwendungsnahe Methoden zur Simulation von Kunststoffbauteilen"},"content":{"rendered":"

Zahlreiche Faktoren beeinflussen das Material- und Bauteilverhalten von Kunststoffen. Das hat Auswirkungen auf die praktische Bauteilauslegung: Dort spielt nicht nur die Faserorientierung eine wichtige Rolle, sondern auch das Materialverhalten, das sich aus dem Kontakt mit Medien oder aus \u00fcberlagerten Lastf\u00e4llen ergibt. Bislang gibt es hierf\u00fcr keine etablierten Methoden. Zudem ist es nicht unmittelbar ersichtlich, welche Aspekte in der Auslegung ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen, um Bauteile korrekt auszulegen. Diesen Herausforderungen begegnet das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit gemeinsam mit Industrieberatern mit der Entwicklung kundenspezifischer Methoden. Ziel ist, bestehende Strukturen und verf\u00fcgbare Tools zu nutzen und die Methoden bestm\u00f6glich in Firmenstrukturen einzugliedern. Das Darmst\u00e4dter Institut begleitet seine Partner von der Simulation und Materialmodellierung bis hin zur mechanischen Pr\u00fcfung und Bewertung der Ergebnisse. Das Ergebnis sind simulationsgest\u00fctzte Verfahren, die sehr individuelle Belastungsszenarien ber\u00fccksichtigen und somit eine ressourceneffiziente, leichtbauende und innovative Bauteilauslegung erlauben. <\/strong><\/p>\n

Kunststoffe zeigen ein sehr vielschichtiges, von diversen Einflussparametern abh\u00e4ngiges Materialverhalten. Zu erkennen ist dies beispielsweise bei der Nutzung von Verst\u00e4rkungsfasern in technischen Bauteilen. Dort verbessern sie zwar das mechanische Verhalten signifikant, f\u00fchren jedoch gleichzeitig zu einem komplexen richtungsabh\u00e4ngigen Material- und Bauteilverhalten. Dar\u00fcber hinaus beeinflussen auch Umgebungseinfl\u00fcsse wie Temperatur und Luftfeuchte, aber auch Kontakte mit unterschiedlichen Medien (Benzin, Diesel, AdBlue) das Material- und Bauteilverhalten signifikant. H\u00e4ufig \u00fcberlagern sich diese Belastungen, wenn zum Beispiel Medien unter hohe Temperatur und Druck geraten, was die Bauteilauslegung zus\u00e4tzlich kompliziert.<\/p>\n

Belastung: Nicht nur Kr\u00e4fte und Dr\u00fccke z\u00e4hlen<\/strong><\/p>\n

W\u00e4hrend der Auslegungsphase von technischen Bauteilen stehen im ersten Schritt die wirkenden mechanischen Lasten im Vordergrund. F\u00fcr ein isotropes Materialverhalten k\u00f6nnen diese unmittelbar in Simulationsanwendungen definiert und ber\u00fccksichtigt werden. Handelt es sich um ein faserverst\u00e4rktes Material, so muss zur Ber\u00fccksichtigung des anisotropen Materialverhaltens die Faserorientierung aus einer gekoppelten Spritzgie\u00dfsimulation oder \u00fcber ph\u00e4nomenologische Ans\u00e4tze in die mechanische Simulation eingebunden werden. Entsprechende Tools erlauben in der Regel auch die \u00dcbertragung von Ergebnissen aus einer Schwindungs- und Verzugssimulation, um die deformierte Struktur und gegebenenfalls bereits hierdurch entstandene Spannungen zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n

Medienkontakte, die das mechanische Verhalten, beispielsweise durch Quellung oder Materialdegradation, ver\u00e4ndern, k\u00f6nnen in einer mechanischen Simulation nicht unmittelbar als Randbedingung definiert werden. Daher kann das ver\u00e4nderte Materialverhalten nicht direkt in der Struktursimulation abgebildet werden. Aus diesem Grund kommen h\u00e4ufig sogenannte Abminderungsfaktoren zum Einsatz, welche in der Anwendung h\u00e4ufig aus Literaturquellen von vergleichbaren Materialen entnommen werden. Hierbei wird zum Beispiel eine zul\u00e4ssige Spannung oder Dehnung angepasst und das Bauteil entsprechend ausgelegt. Dies kann f\u00fcr eine Vorauslegung ein schneller Ansatz sein, um beispielsweise die grundliegende Eignung eines Materials absch\u00e4tzen zu k\u00f6nnen. F\u00fcr eine belastungsgerechte und ressourceneffiziente Bauteilauslegung gilt es jedoch, solche signifikanten Einflussgr\u00f6\u00dfen auch experimentell zu untersuchen und die Auswirkungen korrekt, unter Verwendung praktikabler Methoden, in der Simulation zu erfassen.
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\nMa\u00dfgeschneiderte Simulationsstrategien f\u00fcr schnelle Produktentwicklung<\/strong><\/p>\n

Gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt das Fraunhofer LBF kundenspezifische, anwendungsorientierte Methoden und begleitet die \u00dcberf\u00fchrung in die bestehenden Abl\u00e4ufe und vorhandene Infrastruktur. Die Entwicklung solcher Methoden passt sich stets dem jeweiligen Stadium der Auslegung an. W\u00e4hrend im Vorauslegungsstadium eine vereinfachte Strategie f\u00fcr erste Evaluationen herangezogen werden kann, k\u00f6nnen sp\u00e4ter, wenn mehr Informationen zum Bauteil und Material vorliegen, detailliertere Simulationen betrachtet werden, um das Bauteil belastungskonform und ressourceneffizient auszulegen. Das Resultat: weniger kostenintensive Entwicklungsschleifen, beispielsweise f\u00fcr Komponenten der Fahrzeugindustrie oder Luftfahrt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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