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Simulation von Faserverbundwerkstoffen

Titel: Simulation von Faserverbundwerkstoffen
Typ:
  • Studienarbeit
  • Diplomarbeit
  • Bachelorarbeit
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Die Serienproduktion von Faserverbundbauteilen im Automobilbau und in der Luftfahrtbranche erfordert kurze Prozesszeiten und eine reproduzierbare Qualität. Diese beiden Anforderungen können bisher nur mittels RTM-Prozess realisiert werden. Beim RTM-Prozess (resin transfer moulding) werden die trockenen Faserhalbzeuge in eine Form gelegt und anschließend wird das Injektionsharz mit Überdruck in die geschlossene Form gespritzt. Nach dem Aushärten des Bauteils kann dieses dann der Form entnommen und weiter verarbeitet werden. Um nicht infiltrierte Stellen im Bauteil zu vermeiden sind eine genaue Kenntnis der Permeabilität (Durchdringbarkeit) der Halbzeuge und eine Simulation des Füllvorgangs erforderlich. Diese Simulation erfolgt herkömmlicherweise mittels FE-Basierten Infiltrationssoftwaretools wie PAM-RTM (FlowTex, Polyworx, etc.).

Problemstellung

In dieser Abschlussarbeit sollen mit Hilfe einer CFD-Strömungssimulation Strömungsergebnisse zwischen FEM und FVM verglichen werden. Hierzu ist es notwendig das Rechengitter des zu verwendenden Halbzeugs zu erweitern und für den CFD-Löser lesbar zu exportieren.

Hauptaufgabe dieser Abschlussarbeit ist daher die Erweiterung des Flechtmodells im Hinblick auf Abbildung realitätsnaher Rovinggeometrien und das Meshing von 3D-Gaps zwischen Faserrovings, sowie die Überführung in einen CFD-Solver wie OpenFOAM oder Acusolve.

Aufgabe

  • Literaturrecherche
  • Einarbeitung in Hypermesh
  • Erweiterung des Flechtmodells
  • Entwicklung von Meshingstrategien
  • Export in CFD-Löser
  • Dokumentation