Doktorarbeit,

Automatisierte Erkennung potentieller Faserverbundbauteile und Bestimmung des variablen Faserverlaufs

, , und .
IPEK - Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe, (2011)

Zusammenfassung

In dieser Diplomarbeit wird ein Matlab-Programm programmiert, um einen selbst entwickelten Auswertungsprozess für ein zweidimensionales Bauteil automatisch durchzuführen. Bei der Auswertung werden die potentiellen Faserverbundbauteile erkannt und Auslegungsvorschläge für die Konstruktionsphase gegeben. Am Anfang wird das FEM-Modell von dem Bauteil in Abaqus erstellt. Dann wird die Simulation mit einem isotropen Werkstoffmodell im linear-elastischen Bereich durchgeführt. Daraus ergibt sich die Spannungsverteilung im Bauteil. Auf Basis der Simulationsergebnissen und der Definition der Anisotropiekennwert von Dr. Durst wird das Leichtbaupotential von Faserverbundwerkstoffen bewertet. Dadurch erkennt man potentielle Faserverbundbauteile. In Erweiterung werden im Auswertungsprogramm idealer Faserverlauf für jeden Lastfall und ein optimaler Faserverlauf für die richtungsoptimierter Fälle mithilfe von Matlab-Funktionen generiert und dargestellt. Anhand von den Ergebnissen wird eine Festigkeitsanalyse nach dem Tsai-Wu Kriterium durchgeführt, um die versagenskritischen Stellen in der Einzelschicht und ein geeignetes Material zu bestimmen. Zum Schluss wird ein Bauteilvektor berechnet und dargestellt.

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