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Automatisierte Erstellung von Materialkarten für die Crash-Simulation von Metallwerkstoffen

Titel: Automatisierte Erstellung von Materialkarten für die Crash-Simulation von Metallwerkstoffen
Typ:
  • Bachelorarbeit
Betreuer:
Status: laufend

Hintergrund

Beginn: 01.05.2017 (flexibel; ab sofort)

Durch die schnelllebigen Modellfolgen in der Automobilindustrie gewinnen numerische Berechnungen an Fahrzeugen immer weiter an Bedeutung. Besonders die Vorhersage von Crash-Eigenschaften des Gesamtfahrzeuges bzw. einzelner Strukturen soll - auch für neue Materialien - von hoher Vorhersagegüte sein. Hierfür müssen Materialien aufwändig getestet und diese Ergebnisse in die Simulationsumgebung übertragen werden. Wie können nun diese Ergebnisse von der Prüfmaschine möglichst direkt in die Crash-Simulation vorhersagekräftig übernommen werden? 

Problemstellung

Ziel der Arbeit ist die automatisierte Kalibrierung von metallischen Materialien für die Simulation anhand von Testergebnissen und deren Verifizierung. Dabei soll ein Versagensmodell verwendet werden, das auf dem Spannungszustand im Bauteil bzw. im Prüfkörper basiert. Hierfür wurden bereits die relevanten Parameter herausgearbeitet und identifiziert. Der aufwändige, iterative Prozess der manuellen Anpassung des Materials in der Simulation an die Versuchsergebnisse soll nun, durch die Verwendung von Optimierern, automatisiert werden. Für diese Kalibrierung einer Materialkarte müssen Diskretisierungen der Probekörper erstellt werden, diese mit den Belastungen aus der Prüfung gerechnet und das Material- und Schädigungsmodell automatisch so angepasst werden, dass die Ergebnisse der Simulation die der Prüfung wiedergeben. 

Aufgabe

  • Einarbeitung und Recherche zu LS-DYNA, den verfügbaren Materialien sowie dem Versagensmodell
  • Einarbeitung, Recherche und Vergleich von Optimierungs-Software für diese Aufgabe
  • Auswahl relevanter Werkstoffe aus vorhandenen Prüfergebnissen einer Vielzahl von Materialien
  • Automatisierte Kalibrierung von Materialkarten für die Simulation
  • Verifizierung der Materialmodelle durch Vergleich mit Prüfergebnissen und ggf. auf Bauteilebene
  • Dokumentation und Vortrag

Anforderung

  • Interesse an Finite Elemente Simulation/Crash-Simulationen
  • Verantwortungsvolle und gewissenhafte Arbeitseinstellung

Kenntnisgewinn

  • Materialverhalten metallischer Werkstoffe
  • Simulationen mit in der Industrie relevanter Software
  • Optimierung von manuellen Prozessen