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Aufbau einer Flechtsimulation mit 3D-Solid-Elementen

Titel: Aufbau einer Flechtsimulation mit 3D-Solid-Elementen
Typ:
  • Bachelorarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Das Flechten ist ein Preformingverfahren, das in vielen Anwendungen zur Herstellung von CFK-Bauteilen eingesetzt wird. Um Fertigungsschritte vor Durchführung von Prototypenversuchen zu testen, wird am IFB eine explizite FEM-Flechtprozesssimulation entwickelt. Ziel ist die Vorhersage der Geflechtstruktur.

Problemstellung

Ein Effekt, der sich bisher nicht korrekt abbilden lässt, ist die dreidimensionale Verformung der Rovinge (Roving = Faserbündel). Bisher wurden lediglich 1D-Stab-Elemente und 2D-Schalen-Elemente eingesetzt, die natürlich Limitierungen haben.

Ein Ansatz, der nun erprobt werden soll, ist eine detaillierte Abbildung der Rovinge mit 3D-Solid-Elementen. Hierbei werden die vollständigen Spannungs- und Dehnungstensoren berechnet und ausgegeben.

Ziel dieser Arbeit ist es, selbstständig eine Referenzsimulation (Rovinganzahl, Flechtkerngeometrie, ...) zu definieren und umzusetzen. Um die 3D-Modellierung der Rovinge bewerten zu können, wird zusätzlichen auch eine 1D- und 2D-Modellierung zum Vergleich aufgebaut.

Zur Validierung kann auch ein praktischer Flechtversuch durchgeführt werden.

Aufgabe

  • Literaturrecherche, Einarbeitung in die Theorie
  • Definition einer Referenzsimulation
  • Umsetzung der neuen 3D-Modellierung und der bestehenden 1D- und 2D-Modelierungen
  • Praktische Validierung an der Flechtmaschine
  • Dokumentation und Vortrag