Genauere Faserabbildung verbessert die Konstruktion

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Zunehmend verlangen die OEM-Unternehmen einen simulativen Nachweis, dass die anfallenden Lastkollektive auch tatsächlich von den Werkstoffen beziehungsweise Bauteilen erfüllt werden. Große Aufmerksamkeit hat in den vergangenen Jahren etwa die integrative Crashsimulation für kurzfaserverstärkte Bauteile erreicht [2 und 3]. Solche Struktursimulationen können nur dann verlässliche Aussagen treffen, wenn die vielfältigen Eingangsdaten für die Simulation ausreichend genau sind.

In Bereichen hoher Faserorientierung in Fließrichtung sinkt die Viskosität

Wirkt bei klassischer Simulation nur die Rheologie auf die Faserorientierung, ist bei der Software Sigmasoft auch die Rückkopplung umgesetzt. Das heißt: In Bereichen hoher Faserorientierung in Fließrichtung sinkt die Viskosität und umgekehrt. Über diese anisotrope Viskosität wird eine ganzheitliche rheologische Abbildung der Vorgänge beim Einspritzen erreicht und der Anwender hat die Sicherheit, belastbare Faserorientierungsergebnisse an die Struktursimulation weiterzugeben.

Auch die Software Sigmasoft nutzt bei faserverstärkten Bauteilen zunächst einen Folgar-Tucker-basierten Ansatz für die Berechnung der Faserorientierung. Dieses mathematische Modell leitet die Faserorientierung aus der Strömungssimulation von unverstärkten Polymeren ab, die Kollision der Fasern untereinander wird eingerechnet. Der klassische Folgar-Tucker-Ansatz klammert jedoch Wechselwirkungen der Fasern mit dem Werkzeug sowie die Rückkopplung auf die Rheologie aus.

Besser als bei Anwendung klassischer Viskositätsmodelle

Aufgrund der Rückkopplung liegen die erzielten Ergebnisse deutlich näher an der Realität als bei Berechnungen nach klassischen Viskositätsmodellen. Dieser Unterschied zeigt sich besonders bei hochgefüllten Polymeren.

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