Genauere Faserabbildung verbessert die Konstruktion

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Das Mapping ermöglicht es, sowohl für die Füllsimulation als auch für die FEM-Berechnung jeweils das geeignete, für den Anwendungsfall optimierte Netz zu benutzen. Für das FEM-Netz werden sowohl Volumen- als auch Schalenelemente in allen gängigen Formaten unterstützt.

Abbildung der Faserorientierung im Gesamtteil nach jedem Schritt

Bei der Simulation von faserverstärkten Bauteilen lässt sich mithilfe der Software Sigmasoft die Faserorientierung im gesamten Bauteil zu jeder Zeit während der Füll- und Nachdruck- oder Abkühlphase darstellen. Der Anwender hat Zugriff auf den vollständigen Orientierungstensor.

Dabei liefert die Software nicht nur eigene Ergebnisse für jede Achsenrichtung und für die von je zwei Hauptachsen aufgespannten Ebenen, sondern auch nach jedem Zeitschritt ein Ergebnis, das jeweils die Gesamtorientierung abbildet. Zusätzlich lassen sich die Faserorientierungen in der Gesamtorientierung nicht nur mittels Farbskalen, sondern auch durch eine Vektordarstellung wiedergeben, sodass die Ausrichtung der Fasern in den verschiedenen Bauteilbereichen sichtbar wird.

Die Vektordarstellung steht ebenfalls für jeden Zeitpunkt der Füll- und Abkühlphase zur Verfügung. Dabei werden auch die durch Strömungen in der Nachdruckphase entstehenden Änderungen der Faserorientierung berücksichtigt. Ferner lassen sich mögliche Einfallstellen, Bauteilverzug sowie die Wahrscheinlichkeit für Schwindung abbilden.

Literatur

[1] Folgar, F., und C. L. Tucker: Orientation behavior of fibers in concentrated suspensions. Journal of Reinforced Plastics and Composites 3/1984, S. 98–119.

[2] Franzen, M., G. Oberhofer und M. Thornagel: Verbesserte Modellierung von faserverstärkten Thermoplasten für Crash-Anwendungen unter Berücksichtigung des Einspritzprozesses. Crash-MAT 2012 – 6. Freiburg-Workshop zum Werkstoff- und Strukturverhalten bei Crashvorgängen, 25. April 2012 in Freiburg, Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik (Ernst-Mach-Institut, EMI).

[3] Fleischer, H., und andere: Von der Spritzgießsimulation zur Betriebsfestigkeitsdimensionierung – Entwicklung und Einsatz einer durchgängigen Simulationskette. Internationaler VDI-Kongress „Kunststoffe im Automobilbau“, 26. und 27. März 2009 in Mannheim. VDI Wissensforum GmbH, Düsseldorf.

* Dr.-Ing. Marco Thornagel ist als Prokurist zuständig für Marketing, Vertrieb und Engineering bei der Sigma Engineering GmbH in 52072 Aachen, Vanessa Schwittay (B.Sc.) ist im selben Unternehmen in den Bereichen Engineering und Marketing tätig.

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