FEM-Berechnungen von Verbundstrukturen

FEM-Berechnungen von Verbundstrukturen

Ziele / Nutzen

Das Seminar befähigt Sie,

• die Struktur, den Aufbau eines FEM-Gleichungssystems, verschiedene Elementtypen, Integrationsverfahren sowie ausgewählte Spezialthemen im Bereich Composites zu kennen
• nichtlineare Probleme anhand vorhandener Gleichungslöser zu vergleichen und Vor- und Nachteile gegenüberzustellen
• bezüglich Faserverbundstrukturen gängige Versagenskriterien zu kennen und diese vergleichend abzuwägen
• sich aktuelle kommerziell eingesetzte FEM-Programme zur Auslegung und Bewertung von Faserverbundbauteilen zu erschließen
• die unterschiedlichen Möglichkeiten der Modellierung (z. B. 2D und 3D) und die prinzipiellen Möglichkeiten zur Definition unterschiedlicher inhomogener Materialien zu kennen und bei nichtlinearem Materialverhalten (z. B. Schädigung) zu berücksichtigen
• eine wissenschaftliche Basis für die Analyse und die Auslegung von Faserverbundbauteilen zu erhalten

Inhalte des Seminars

• FEM-Berechnungen von CFK-Leichtbaustrukturen
• Zusammenfassung Mechanik
• Zusammenfassung Laminattheorie
• Einführung in die FEM (Beispiel eines gekoppelten Federsystems)
• Kurze Herleitung FEM über Variationsrechnung
• Aufbau des FEM-Gleichungssystems
• Numerische Integration, reduzierte Integration
• Elementtypen
• Nichtlinearitäten: Definitionen Dehnung (Ingenieurdehnung, Green-Lagrange), Geometrisch nichtlineares Verhalten, Materialverhalten bei Faserverbundstrukturen, Versagenskriterien, Stabilitäts Phänomene bei Faserverbundstrukturen, Vergleich der Solver (Vorteile und Nachteile)
• Berücksichtigung von Querschubverzerrungen
• Randeffekte
• Möglichkeiten der FEM-Modellierung dünnwandiger Leichtbaustrukturen
• Typen finiter Elemente zur Simulation dünnwandiger Leichtbaustrukturen: Prinzipielle Annahmen, Freiheitsgrade pro Knoten, Elementformulierungen, Klassische Laminattheorie
• Homogenisierungsmethoden: Prinzipielle Annahmen der Homogenisierung, Arten von Randbedingungen, Kleine vs. große Deformationen
• Schädigungsmechanik: Versagenskriterien, Schadensfortschritt

Zielgruppe

Ingenieure, technische Projektleiter, Entwickler, Konstrukteure, Berechnungsingenieure und technisch orientierte Fachkräfte aus der Berechnung

Teilnehmerzahl

15