Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) bieten hervorragende mechanische Eigenschaften und sind u.a. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie weit verbreitet. Die genaue Modellierung des Verhaltens von FVK unter Crash-Bedingungen ist entscheidend für die Entwicklung leichter und sicherer Strukturen. Die Erstellung zuverlässiger Materialmodelle für FVK ist jedoch aufgrund ihrer komplexen Mikrostruktur und anisotropen Natur sehr aufwändig. Beim Einsatz biobasierter Werkstoffe oder Rezyklate kommt es zu volatileren Werkstoffeigenschaften, so dass eine ständige Anpassung oder Neuermittlung der Modellparameter nötig ist. Das führt zu noch höherem Aufwand für die Unternehmen, zu mangelnder Sicherheit der Bauteile oder zu hohen Sicherheitsfaktoren und damit zu höheren Bauteilgewichten als nötig und zur geringen Akzeptanz alternativer und recycelter FVK.
In der vorgestellten Studie wird eine automatische Methode zur Erstellung und Anpassung hochpräziser Materialmodelle für FVK vorgestellt. Insbesondere können Materialkarten eines bereits charakterisierten Ausgangswerkstoffs für den rezyklierten Werkstoff angepasst werden, ohne dass eine vollständige experimentelle Charakterisierung des rezyklierten Werkstoff benötigt wird. Dadurch vereinfacht sich die Nutzung von rezyklierten Werkstoffen in der Produktauslegung wesentlich.
Abstract
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