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Monographie Teilzugriff
Ein simulationsbasierter Ansatz für die beanspruchungsgerechte Auslegung endlosfaserverstärkter Faserverbundstrukturen
- Autor:innen:
- Reihe:
- Konstruktionstechnik/Maschinenelemente, Band 439
- Verlag:
- 2017
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit richtet sich an Ingenieure und Wissenschaftler im Bereich der Faserverbund- und Konstruktionstechnik. Sie greift die Problematik auf, dass die Auslegung von endlosfaserverstärkten Faserverbundbauteilen Konstrukteure vor eine große Herausforderung stellt. Beispielsweise sind die Materialeigenschaften stark von der Faserrichtung abhängig und es gilt zahlreiche unterschiedliche Auslegungsparameter zu bestimmen. Deshalb wird ein neuer vierstufiger Auslegungsprozess vorgestellt, der den Konstrukteur strukturiert von einem CAD-Modell zu einem ersten Laminataufbau führt. Dazu werden unterschiedliche Algorithmen entwickelt, implementiert und im Rahmen eines zusammenhängenden Vorgehensmodells angewendet. Am Ende der Arbeit wird anhand einiger Beispielbauteile gezeigt, dass sich mit den so entwickelten Laminataufbauten sehr gute mechanische Bauteileigenschaften ergeben.
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Schlagworte
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Bibliographische Angaben
- Copyrightjahr
- 2017
- ISBN-Print
- 978-3-18-343901-0
- ISBN-Online
- 978-3-18-643901-7
- Verlag
- VDI Verlag, Düsseldorf
- Reihe
- Konstruktionstechnik/Maschinenelemente
- Band
- 439
- Sprache
- Deutsch
- Seiten
- 194
- Produkttyp
- Monographie
Inhaltsverzeichnis
KapitelSeiten
- Titelei/Inhaltsverzeichnis Teilzugriff Seiten I - XIV Download Kapitel (PDF)
- Problemstellung und Motivation Kein Zugriff
- Zielsetzung und Aufbau der Arbeit Kein Zugriff
- Faserverbundwerkstoffe und ihre Einteilung Kein Zugriff
- Das Leichtbaupotential endlosfaserverstärkter Kunststoffe und die Notwendigkeit einer beanspruchungsgerechten Auslegung Kein Zugriff
- Wahl der Koordinatensysteme und Indizierung Kein Zugriff
- Grundlegende Gleichungen der Mehrschichtentheorie Kein Zugriff
- Einfluss des Schichtaufbaus auf das Verformungsverhalten des Mehrschichtverbundes Kein Zugriff
- Die Versagensarten der unidirektionalen Einzelschicht Kein Zugriff
- Entwicklung von Festigkeitskriterien für endlosfaserverstärkte Kunststoffe Kein Zugriff
- Das Bruchkriterium nach PUCK Kein Zugriff
- Fertigungsverfahren für endlosfaserverstärkte Kunststoffbauteile Kein Zugriff
- Kriterien für die Auswahl eines geeigneten Fertigungsverfahrens Kein Zugriff
- Hilfsmittel zur überschlägigen Dimensionierung und Vorauswahl Kein Zugriff
- Klassische Methoden zur Auslegung und Dimensionierung Kein Zugriff
- FE-Modelle als wichtige Basis der rechnerunterstützten Auslegung Kein Zugriff
- Ansätze auf Basis von Optimierungsalgorithmen Kein Zugriff
- Das kommerzielle Software-Werkzeug von ALTAIR Kein Zugriff
- Methodische Vorgehensmodelle in der Produktentwicklung Kein Zugriff
- Das Vorgehensmodell der VDI 2014 für die Entwicklung von Faserverbundbauteilen Kein Zugriff
- Die Lastpfadmethode nach KELLY Kein Zugriff
- Der CAIO-Algorithmus Kein Zugriff
- Gegenüberstellung der Lastpfad- und CAIO-Methode Kein Zugriff
- Einordnung des Begriffs „Auslegung“ in das Vorgehensmodell der VDI 2014 Kein Zugriff
- Die besonderen Herausforderungen bei der Auslegung von FVK-Strukturen Kein Zugriff
- Ableitung der Anforderungen an einen Auslegungsprozess für endlosfaserverstärkte Faserverbundstrukturen Kein Zugriff
- Diskussion bisheriger Auslegungsmethoden Kein Zugriff
- Der neue Ansatz im Überblick Kein Zugriff
- Die erforderlichen Modifikationen am CAIO-Algorithmus Kein Zugriff
- Der Modifizierte CAIO-Algorithmus Kein Zugriff
- Integration des CAIO-Algorithmus in den Ablauf einer CAIO-Optimierung Kein Zugriff
- Der allgemeine Ablauf der Modifizierten CAIO-Optimierung Kein Zugriff
- Beispielhaftes Ergebnis der Modifizierten CAIO-Optimierung Kein Zugriff
- Löschen projizierter Hauptspannungstrajektorien mit niedrigen Absolutbeträgen Kein Zugriff
- Vereinigung projizierter Hauptspannungstrajektorien mit ähnlicher Ausrichtung Kein Zugriff
- Beispielhaftes Ergebnis nach der Reduktion der Hauptspannungstrajektorien Kein Zugriff
- Auswahl bestehender Clusteralgorithmen Kein Zugriff
- Vorarbeiten für die Anwendung der bestehenden Clusteralgorithmen auf das Problem der Clusteranalyse von Faserorientierungen Kein Zugriff
- Anwendung der Clusteralgorithmen für unterschiedliche Demonstratoren und Diskussion der Ergebnisse Kein Zugriff
- Entwicklung eines geometriebasierten Clusteralgorithmus Kein Zugriff
- Beispielhafte Ergebnisse und spezielle Eigenschaften des geometriebasierten Clusteralgorithmus Kein Zugriff
- Plausibilisierung der Ergebnisse des geometriebasierten Clusteralgorithmus mithilfe eines modifizierten K-MEANS-Algorithmus Kein Zugriff
- Reduktion der Clusteranzahl Kein Zugriff
- Entwicklung eines Faserüberdeckungs- und Beanspruchungswerts für die manuelle Nachbearbeitung der Clustergeometrie Kein Zugriff
- Beispiele für den Faserüberdeckungs- und Beanspruchungswert sowie die manuelle Nachbearbeitung der Clustergeometrie Kein Zugriff
- Der grundlegende Aufbau der verwendeten Evolutionären Algorithmen Kein Zugriff
- Besondere Hinweise zur Parametrisierung und der Berücksichtigung von Fertigungsrichtlinien Kein Zugriff
- Beispielhaftes Ergebnis nach der Anwendung des Evolutionären Algorithmus Kein Zugriff
- Aufbau und Oberfläche der Software Kein Zugriff
- Grafisches Interaktionsmenü für das Laminatdesign innerhalb mfkCODE Kein Zugriff
- Integration von mfkCODE in die praktische Softwareumgebung des Produktentwicklers Kein Zugriff
- Ein Vorgehensplan für die Auslegung endlosfaserverstärkter FVK-Strukturen auf Basis des neuen Auslegungsansatzes Kein Zugriff
- Aufgabenstellung für den Ω-Spant Kein Zugriff
- Definition eines beanspruchungsgerechten Laminataufbaus für den Ω-Spant über den neuen Auslegungsansatz Kein Zugriff
- Ergebnisdarstellung und Diskussion Kein Zugriff
- Plausibilisierung der Auslegungsergebnisse des Ω-Spants auf Basis einer Spannungsanalyse Kein Zugriff
- Aufgabenstellung für die Frontflügelanbindung Kein Zugriff
- Definition eines beanspruchungsgerechten Laminataufbaus für die Frontflügelanbindung über den neuen Auslegungsansatz Kein Zugriff
- Ergebnisdarstellung und Diskussion Kein Zugriff
- Fertigung und Inbetriebnahme der Frontflügelanbindung Kein Zugriff
- Abschließende Diskussion des Auslegungsansatzes Kein Zugriff
- Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 165 - 168
- Demonstrator 1 – Lochplatte Kein Zugriff
- Demonstrator 2 – Bolzenlasche Kein Zugriff
- Demonstrator 3 – Ω-Spant Kein Zugriff
- Demonstrator 4 – Längsträger Kein Zugriff
- Ergebnisse der Clusteralgorithmen für die Lochplatte (Demonstrator 1) Kein Zugriff
- Ergebnisse der Clusteralgorithmen für den Längsträger (Demonstrator 4) Kein Zugriff
- Die Steifigkeitseigenschaften der einzelnen Laminataufbauten Kein Zugriff
- Der Laminataufbau „mfkCODE c“ und die Ergebnisse nach Auslegung mit ALTAIR OptiStruct Kein Zugriff
- Literatur Kein Zugriff Seiten 175 - 194
