Form- und Materialoptimierung von Faserverbundstrukturen: 37 Tabellen
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Köln
DLR, Bibliotheks- und Informationswesen
2014
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KURZREFERAT I
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS VI
FORMELZEICHEN VII
1 EINLEITUNG 1
2 MOTIVATION 5
2.1 BESONDERHEITEN VON FASERVERBUNDMATERIALIEN 5
2.2 BERUECKSICHTIGUNG DER MATERIALEIGENSCHAFTEN INNERHALB DER
KONZEPTPHASE . . 9
3 OPTIMIERUNGSMETHODEN INNERHALB DER PRODUKTENTWICKLUNG 13
3.1 STRUKTUROPTIMIERUNG 15
3.1.1 TOPOLOGIEOPTIMIERUNG 15
3.1.2 SHAPE UND SIZINGOPTIMIERUNG 22
3.2 FASERKUNSTSTOFFVERBUNDSPEZIFISCHE OPTIMIERUNGSANSAETZE 25
3.3 DRAPIERSIMULATION 30
3.4 FAZIT DES STANDES DER TECHNIK 35
4 HAUPTDEHNUNGSGESTEUERTE TOPOLOGIEOPTIMIERUNG 37
4.1 EINFUEHRUNG IN DEN BESO ALGORITHMUS 37
4.1.1 PRAEPROZESSOR 38
4.1.2 POSTPROZESSOR 50
4.2 DER ITERATIVE OPTIMIERUNGSABLAUF 51
4.3 IMPLEMENTIERUNG DER ELEMENTAKTIVIERUNG UND DEAKTIVIERUNG 54
4.4 VERGLEICH DES FLAECHIGEN UND DES VOLUMINOESEN WACHSTUMS 60
4.5 ERGEBNISSE DES VERGLEICHES SIMP-BESO 62
4.5.1 FALL A - EINFACHES KRAGARMMODELL 63
4.5.2 FALL B - BEGRENZTES KRAGARMMODELL 67
4.6 FAZIT GESTEUERTES WACHSTUM 70
5 INTEGRATION VON RICHTUNGSABHAENGIGEN STEIFIGKEITEN IN DIE OPTIMIERUNG
71
5.1 AUSWIRKUNG DER MATERIALKOMPOSITION AUF DIE TOPOLOGIEOPTIMIERUNG 72
5.2 VERSTEIFUNG IN HAUPTDEHNUNGSRICHTUNG 76
5.2.1 AUSRICHTUNG DER MATERIALSTEIFIGKEITEN ANHAND DES HAUPTDEHNUNGSZU-
STANDS 77
5.2.2 ANPASSEN DER LAMINATAUFBAUTEN AN DEN HAUPTDEHNUNGSZUSTAND ... 81
5.3 ERWEITERUNG AUF DEN 3D VERZERRUNGSZUSTAND 85
5.3.1 AUSWIRKUNG DER MATERIALKOMPOSITION AUF DIE TOPOLOGIEOPTIMIERUNG
FUER
DEN RAEUMLICHEN VERZERRUNGSZUSTAND 86
5.3.2 BERECHNEN DER ERFORDERLICHEN ROTATIONSWINKEL 90
5.3.3 ANPASSEN DER LAMINATAUFBAUTEN AN DEN VERZERRUNGSZUSTAND 97
IV
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INHALTSVERZEICHNIS
5.4 VERGLEICH MIT ISOTROPEM MATERIAL 99
5.5 FAZIT DER INTEGRATION VON RICHTUNGSABHAENGIGEN STEIFIGKEITEN 103
6 INTEGRATION DER UMFORMEIGENSCHAFTEN VON FASERHALBZEUGEN IN DIE FORMOP
TIMIERUNG 105
6.1 EINFUEHRUNG IN RAUMKURVEN 105
6.2 ANWENDUNG VON RAUMKURVEN AUF MOEGLICHE FASERTRAJEKTORIEN 108
6.2.1 NOETIGE VORBETRACHTUNGEN FUER DIE BERUECKSICHTIGUNG VON UMFORMGREN
ZEN EINES HALBZEUGES 109
6.2.2 BERECHNEN EINER REIHENFOLGE FUER DIE AUSRICHTUNG 110
6.2.3 SEQUENTIELLES AUSRICHTEN DER VIRTUELLEN LAMINATEBENE ENTLANG EINER
RAUMKURVE 113
6.2.4 EINGRENZEN DER RAUMKURVENAENDERUNGEN 117
6.3 VISUALISIERUNG DER MATERIALAUSRICHTUNG 122
6.4 GRUNDANNAHMEN DER RAUMKURVENBERECHNUNG 125
6.5 EINFLUSS DES ORTHOTROPIEGRADES DES MATERIALS AUF DIE
FASERTRAJEKTORIEN .... 132
6.6 FAZIT DER INTEGRATION VON UMFORMEIGENSCHAFTEN 136
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 137
7.1 ZUSAMMENFASSUNG 137
7.2 AUSBLICK 139
LITERATURVERZEICHNIS IX
ANHANG XV
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XXXII
TABELLEN
VERZEICHNIS
XXXVIII
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