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Auch außerhalb Mitteleuropas ist CADFEM aktiv. Mit eigenen Gesellschaften und Beteiligungen an hochspezialisierten CAE-Firmen in Europa, USA, Asien und Nordafrika.

CADFEM esocaet steht für fundierte Weiterbildung im Bereich Computer Aided Engineering. Vom Seminar bis zum Masterstudiengang. Upgrade your work, upgrade your life.

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Composite-Werkstoffe dimensionieren und simulieren

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​Vielschichtige Faserverbundwerkstoffe mit Leichtigkeit bewerten

​Numerische Simulation ist der Schlüssel für die Entwicklung einer optimalen Composite-Struktur ohne aufwändige Testreihen und ohne hohe Ausschussraten. Es beginnt bei der Auswahl der beteiligten Materialien und beim Strukturentwurf, denn aufgrund der richtungsabhängigen Eigenschaften bieten sich in der Auslegung von Faserverbund-Laminaten viele Möglichkeiten zur Optimierung. Außerdem muss eine stark erhöhte Anzahl von Design-Parametern betrachtet werden. Auch die Einflüsse der Herstellungsprozesse auf die Bauteileigenschaften sind zu berücksichtigen. Unter Last zeigen Strukturen aus Verbundwerkstoffen und deren Fügestellen spezielle Eigenschaften, Verhaltensweisen und Schädigungsmechanismen, die besondere Modelle und Analysetechniken erfordern.
Ziel des Seminars ist Faserverbundlaminate zu verstehen, Faserverbundstrukturen zu dimensionieren und zu simulieren. Im Zentrum der Simulation steht die Handhabung und Anwendung von ANSYS Composite PrepPost (ACP) für den fertigungsorientierten Aufbau von geschichteten Composite-Simulationsmodellen und für deren Bewertung. Die Ermittlung von Reservefaktoren aus typischen Versagenskriterien wird demonstriert. Ferner wird die progressive nichtlineare Schädigungsanalysen in Form von Abminderung der Steifigkeiten (Degradation) und Delamination vorgestellt. Sämtliche Schulungsinhalte werden anhand von Beispielen erläutert und von den Teilnehmern in eigenen Übungen vertieft.

ZIELGRUPPE

​Entwickler, Konstrukteure, Berechnungsingenieure und Prüfer, für die das Thema Leichtbau eine zentrale Rolle spielt und die das Potential, vor allem aber die Modellierung und die FE Analyse von Faserverbundstrukturen fundiert kennenlernen und selbst anwenden möchten.

IHR NUTZEN

  • ​Sie können die klassische Laminattheorie für die Vorauslegung von Bauteilen anwenden
  • Sie kennen die Gründe für das Versagen von Composite-Bauteilen (Schadensinitiierung und Schadenswachstum)
  • Sie sind im Stande, für beliebige Verbundwerkstoffe eine Materialcharakterisierung durch Versuche erstellen zu lassen
  • Einflüsse aus Herstellung und Weiterverarbeitung können Sie bereits im Produktentwicklungsprozess berücksichtigen
  • Sie können Finite-Elemente Modelle von Faserverbundstrukturen mit ANSYS Mechanical aufbauen und analysieren
  • Sie sind in der Lage ANSYS Composite PrepPost (ACP) als vertrautes Werkzeug einzusetzen
  • Sie modellieren den Lagenaufbau ohne oder mit Sandwichkernen unter besonderer Berücksichtigung der Auflagerichtung und der Faserorientierungen
  • Sie generieren automatisch Composite-Solidmodelle um mit diesen 3D-Modellen wesentlich genauere Versagensprognosen zu erzielen
  • Sie nutzen im ACP die Parametrisierung zur gezielten Optimierung Ihrer Faserverbundstrukturen
  • Sie kennen die wesentlichen Versagenskriterien und können diese bei der Festigkeitsbewertung selbst anwenden

IHRE REFERENTEN

Prof. Dr.-Ing. Christian Hühne
Ihr Seminarleiter Herr Prof. Dr.-Ing Christian Hühne ist Experte für Konstruktion und Herstellung von Leichtbaustrukturen aus faserverstärkten Kunststoffen. Er ist in leitender Stellung beim DLR beschäftigt und Professor am Institut für Adaptronik und Funktionsintegration der Technischen Universität Braunschweig.

Agenda

Tag 1

Von der Laminattheorie zum Design von Faserverbundstrukturen

M01: Faserverbundwerkstoffe – Do you speak composite?

  • Herstellung, Anwendungsgebiete
  • Material – Von der Faser zum Laminat
  • Einblick in die klassische Laminattheorie
  • Demonstration von ACP an Kreuz- und Winkelverbund-Laminaten

M02: Materialcharakterisierung durch Versuche – wie lasse ich richtig messen?

  • Versuchs-Aufbau und Durchführung
  • Zug-, Druck- und Schubeigenschaften
  • Zusammenhang Kraft-Verschiebungskurven und Kennwerte
  • Wo stecken Unsicherheiten?

M03: Versagen von Faserverbunden – welches Versagenskriterium nehme ich?

  • ​Versagensarten von Faserverbunden
  • Versagenskriterien für Versagen in der Ebene
  • Gegenüberstellung verschiedener Kriterien
  • Vom FPF bis zum LPF

M04: Auslegung von Faserverbundstrukturen – welche Design-Empfehlungen spreche ich aus?

  • ​Materialkennwerte, Designwerte und Auslegungswerte
  • Auslegungsphilosophien
  • Auslegungsrichtlinien in der Praxis
  • Beispielhafte Auslegung eines Bauteils

Tag 2

Aufbau geeigneter Composite Modelle im ACP

M05: Effiziente Analyse von geschichteten Faserverbund-Laminaten - der ACP

  • Laminatanalyse – der klassische Weg mit ANSYS und Workbench
  • ACP – das Konzept des ANSYS Composite PrepPost
  • Von der Geometrie zur Auswertung
  • Workshop: Kiteboard 1

M06: Laminieren – Die Richtung vorgeben

  • ​Von der Materialdefinition zu multidirektionalen Schichtaufbauten
  • Die Einzelschicht
  • Orientieren der Fasern
  • Drapieren
  • Workshop: T-Joint
  • Workshop: Drapieren einer Kalotte
  • Demonstration: Helix

M07: Lagenzuschnitt – Steifigkeiten konfektionieren

  • ​Festlegung von Auflagebereichen – Named Selections und Rules
  • Sandwich - Modelle mit Kern
  • Workshop: T-Joint
  • Workshop: Kiteboard 2

M08: 3D geht auch – von der Schale zum Solid mit ACP

  • Vom Schalenlaminat zum Volumenmodell – Extrusion und vorvernetzte Modelle
  • Geometrie-Bearbeitung – CAD-Hilfsmittel Extrusion Guides, Führungen
  • Lagenauslauf
  • Baugruppen
  • Workshop: Zugprobe
  • Workshop: Satellitenantenne

Tag 3

Ergebnisauswertung, Schädigung und Herstellungseinfluss

M09: Gelöst – Und nun? Auswertung und Auslastung von Faserverbund-Laminaten

  • Modellprüfung
  • Typisches Postprozessing für Composites
  • Versagenskriterien
  • Workshop: Rotorblatt

M10: Haben Sie die beste Lösung? Was gibt's noch?

  • ​Parameter & Sensitivitätsanalyse
  • Verteilte Daten – Look-up Tables, Datenexport
  • Datenmanagement, Scripting
  • Workshop: Sensitivitätsanalyse einer Parabolantenne

M11: Wenn’s richtig versagt: Delamination und Degradation

  • Interlaminare Schädigung: Kontakt oder Interface-Elemente
  • Steifigkeitsdegradation
  • Workshop: DCB-Probe
  • Workshop: Lochleibung

M12: Material Kennwerte und Aushärtung – Ausblick Material Designer und ACCS

  • ​Materialkennwerte am Repräsentativem Volumenelement – der Material Designer
  • Aushärtung mit der ANSYS Composite Cure Simulation
  • Möglichkeiten zur freien Gestaltung: Fragen zu Ihrem nächsten Projekt, Probieren und Vertiefen der erworbenen Fertigkeiten. Nehmen Sie sich Zeit und wiederholen Sie das Gelernte mit Unterstützung des Referenten.

ERGÄNZENDE VERANSTALTUNGEN