Ein simulationsbasierter Ansatz für die beanspruchungsgerechte Auslegung endlosfaserverstärkter Faserverbundstrukturen:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI Verlag GmbH
[2017]
|
Ausgabe: | Als Manuskript gedruckt |
Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 1, Konstruktionstechnik, Maschinenelemente
Nr. 439 |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XIV,192 Seiten Illustrationen, Diagramme |
ISBN: | 9783183439010 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG.
1
1.1 PROBLEMSTELLUNG UND
MOTIVATION.1
1.2 ZIELSETZUNG UND AUFBAU DER
ARBEIT.
2
2
GRUNDLAGEN.4
2.1 FASERVERSTAERKTE KUNSTSTOFFE UND IHR LEICHTBAUPOTENTIAL
.
4
2.1.1 FASERVERBUNDWERKSTOFFE UND IHRE
EINTEILUNG. 4
2.1.2 DAS LEICHTBAUPOTENTIAL ENDLOSFASERVERSTAERKTER KUNSTSTOFFE UND DIE
NOTWENDIGKEIT EINER BEANSPRUCHUNGSGERECHTEN AUSLEGUNG
.
5
2.2 WAHL DER KOORDINATENSYSTEME UND
INDIZIERUNG.7
2.3 DAS MECHANISCHE VERHALTEN DES
MEHRSCHICHTVERBUNDES. 8
2.3.1 GRUNDLEGENDE GLEICHUNGEN DER MEHRSCHICHTENTHEORIE
.
8
2.3.2 EINFLUSS DES SCHICHTAUFBAUS AUF DAS VERFORMUNGSVERHALTEN DES
MEHRSCHICHTVERBUNDES.13
2.4 FESTIGKEITSBEWERTUNG BEI
FASERVERBUNDKUNSTSTOFFEN.15
2.4.1 DIE V ERSAGENSARTEN DER UNIDIREKTIONALEN EINZELSCHICHT
.
16
2.4.2 ENTWICKLUNG VON FESTIGKEITSKRITERIEN FUER ENDLOSFASERVERSTAERKTE
KUNSTSTOFFE
.
20
2.4.3 DAS BRUCHKRITERIUM NACH
PUCK
.
22
2.5 HERSTELLUNG ENDLOSFASERVERSTAERKTER
KUNSTSTOFFBAUTEILE.25
2.5.1 FERTIGUNGSVERFAHREN FUER ENDLOSFASERVERSTAERKTE
KUNSTSTOFFBAUTEILE.26
2.5.2 KRITERIEN FUER DIE AUSWAHL EINES GEEIGNETEN
FERTIGUNGSVERFAHRENS.28
2.6 BESTEHENDE ANSAETZE UND HILFSMITTEL FUER DIE AUSLEGUNG
ENDLOSFASERVERSTAERKTER
FASERVERBUNDSTRUKTUREN.
30
2.6.1 HILFSMITTEL ZUR UEBERSCHLAEGIGEN DIMENSIONIERUNG UND VORAUSWAHL
.
30
2.6.2 KLASSISCHE METHODEN ZUR AUSLEGUNG UND DIMENSIONIERUNG
.
33
2.6.3 FE-MODELLE ALS WICHTIGE BASIS DER RECHNERUNTERSTUETZTEN AUSLEGUNG
.
37
2.6.4 ANSAETZE AUF BASIS VON OPTIMIERUNGSALGORITHMEN
.
38
2.6.5 DAS KOMMERZIELLE SOFTWARE-WERKZEUG VON
A
LTAIR
.
40
2.7 GRUNDLAGEN ZUR METHODISCHEN ENTWICKLUNG VON
FASERVERBUNDSTRUKTUREN.42
2.7.1 METHODISCHE VORGEHENSMODELLE IN DER PRODUKTENTWICKLUNG
.
42
2.7.2 DAS VORGEHENSMODELL DER V D I2014 FUER DIE ENTWICKLUNG VON
FASERVERBUNDBAUTEILEN.43
2.8 METHODEN ZUR BERECHNUNG KRAFTFLUSSGERECHTER FASERORIENTIERUNGEN
.
45
2.8.1 DIE LASTPFADMETHODE NACH
K
E L L Y
.
46
2.8.2 DER
CAIO-ALGORITHMUS.48
2.8.3 GEGENUEBERSTELLUNG DER LASTPFAD- UND CAIO-METHODE
.
50
3 ANFORDERUNGEN AN EINEN AUSIEGUNGSPROZESS FUER FASERVERBUNDSTRUKTUREN
.
52
3.1 EINORDNUNG DES BEGRIFFE *AUSLEGUNG* IN DAS VORGEHENSMODELL DER VDI
2014
.
52
3.2 DIE BESONDEREN HERAUSFORDERUNGEN BEI DER AUSLEGUNG VON
FVK-STRUKTUREN.54
3.3 ABLEITUNG DER ANFORDERUNGEN AN EINEN AUSLEGUNGSPROZESS FUER
ENDLOSFASERVERSTAERKTE
FASERVERBUNDSTRUKTUREN.56
3.4 DISKUSSION BISHERIGER
AUSLEGUNGSMETHODEN.58
4 KONZEPT EINES NEUEN SIMULATIONSBASIERTEN AUSLEGUNGSANSATZES
.
61
4.1 DER NEUE ANSATZ IM
UEBERBLICK.61
4.2 BERECHNUNG DER ZU BERUECKSICHTIGENDEN HAUPTSPANNUNGSTRAJEKTORIEN AUF
BASIS EINER
MODIFIZIERTEN
CAIO-OPTIMIENMG.62
4.2.1 DIE ERFORDERLICHEN MODIFIKATIONEN AM CAIO-ALGORITHMUS
.
63
4.2.2 DER MODIFIZIERTE
CAIO-ALGORITHMUS.70
4.2.3 INTEGRATION DES CAIO-ALGORITHMUS IN DEN ABLAUF EINER
CAIO-OPTIMIENMG
.
72
4.2.4 DER ALLGEMEINE ABLAUF DER MODIFIZIERTEN
CAIO-OPTIMIENMG.75
4.2.5 BEISPIELHAFTES ERGEBNIS DER MODIFIZIERTEN CAIO-OPTIMIENMG
.
77
4.3 BERECHNUNG DER ERFORDERLICHEN FASERORIENTIERUNGEN DURCH REDUKTION
DER PROJIZIERTEN
HAUPTSPANNUNGSTRAJEKTORIEN.78
4.3.1 LOESCHEN PROJIZIERTER HAUPTSPANNUNGSTRAJEKTORIEN MIT NIEDRIGEN
ABSOLUTBETRAEGEN.
78
4.3.2 VEREINIGUNG PROJIZIERTER HAUPTSPANNUNGSTRAJEKTORIEN MIT AEHNLICHER
AUSRICHTUNG.
80
4.3.3 BEISPIELHAFTES ERGEBNIS NACH DER REDUKTION DER
HAUPTSPANNUNGSTRAJEKTORIEN
.
87
4.4 AUFFINDEN VON BEREICHEN AEHNLICHER
FASERORIENTIERUNG.88
4.4.1 AUSWAHL BESTEHENDER CLUSTERALGORITHMEN
.
89
4.4.2 VORARBEITEN FUER DIE ANWENDUNG DER BESTEHENDEN CLUSTERALGORITHMEN
AUF DAS
PROBLEM DER CLUSTERANALYSE VON
FASERORIENTIERUNGEN.93
4.4.3 ANWENDUNG DER CLUSTERALGORITHMEN FUER UNTERSCHIEDLICHE
DEMONSTRATOREN UND
DISKUSSION DER
ERGEBNISSE.96
4.4.4 ENTWICKLUNG EINES GEOMETRIEBASIERTEN CLUSTERALGORITHMUS
.
99
4.4.5 BEISPIELHAFTE ERGEBNISSE UND SPEZIELLE EIGENSCHAFTEN DES
GEOMETRIEBASIERTEN
CLUSTERALGORITHMUS.106
4.4.6 PLAUSIBILISIERUNG DER ERGEBNISSE DES GEOMETRIEBASIERTEN
CLUSTERALGORITHMUS
MITHILFE EINES MODIFIZIERTEN K-MEANS-ALGORITHMUS
.
109
4.4.7 REDUKTION DER
CLUSTERANZAHL.
112
4.5 DEFINITION FERTIGUNGSGERECHTER
MATTENZUSCHNITTE.116
4.5.1 ENTWICKLUNG EINES FASERUEBERDECKUNGS- UND BEANSPRUCHUNGSWERTS FUER
DIE
MANUELLE NACHBEARBEITUNG DER
CLUSTERGEOMETRIE.116
4.5.2 BEISPIELE FUER DEN FASERUEBERDECKUNGS- UND BEANSPRUCHUNGSWERT SOWIE
DIE
MANUELLE NACHBEARBEITUNG DER
CLUSTERGEOMETRIE.122
4.6 ERMITTLUNG DER SCHICHTREIHENFOLGE UND -DICKEN AUF BASIS EINES
EVOLUTIONAEREN
ALGORITHMUS.
126
4.6.1 DER GRUNDLEGENDE AUFBAU DER VERWENDETEN EVOLUTIONAEREN ALGORITHMEN
.
126
4.6.2 BESONDERE HINWEISE ZUR PARAMETRISIERUNG UND DER BERUECKSICHTIGUNG
VON
FERTIGUNGSRICHTLINIEN.128
4.6.3 BEISPIELHAFTES ERGEBNIS NACH DER ANWENDUNG DES EVOLUTIONAEREN
ALGORITHMUS.
131
5 INTEGRATION DES ANSATZES IN DEN PRAKTISCHEN AUSLEGUNGSPROZESS
.
133
5.1 ENTWICKLUNG DER SOFTWARE
MSSCODE
.133
5.1.1 AUFBAU UND OBERFLAECHE DER
SOFTWARE.133
5.1.2 GRAFISCHES INTERAKTIONSMENUE FUER DAS LAMINATDESIGN INNERHALB
MFTCODE
.
135
5.1.3 INTEGRATION VON
MFKCODE
IN DIE PRAKTISCHE SOFTWAREUMGEBUNG DES
PRODUKTENTWICKLERS.
136
5.2 EIN VORGEHENSPLAN FUER DIE AUSLEGUNG ENDLOSFASERVERSTAERKTER
FVK-STRUKTUREN AUF
BASIS DES NEUEN AUSLEGUNGSANSATZES
.
137
6 PRAKTISCHE ANWENDUNG DES AUSLEGUNGSANSATZES
.
142
6.1 AUSLEGUNG EINES
Q-SPANT.
142
6.1.1 AUFGABENSTELLUNG FUER DEN
Q-SPANT.142
6.1.2 DEFINITION EINES BEANSPRUCHUNGSGERECHTEN LAMINATAUFBAUS FUER DEN
Q-SPANT
UEBER DEN NEUEN
AUSLEGUNGSANSATZ.143
6.1.3 ERGEBNISDARSTELLUNG UND
DISKUSSION.150
6.1.4 PLAUSIBILISIERUNG DER AUSLEGUNGSERGEBNISSE DES Q-SPANTS AUF BASIS
EINER
SPANNUNGSANALYSE.153
6.2 AUSLEGUNG EINER FRONTFLUEGELANBINDUNG IN CFK-SANDWICH-BAUWEISE
.
155
6.2.1 AUFGABENSTELLUNG FUER DIE
FRONTFLUEGELANBINDUNG.155
6.2.2 DEFINITION EINES BEANSPRUCHUNGSGERECHTEN LAMINATAUFBAUS FUER DIE
FRONTFLUEGELANBINDUNG UEBER DEN NEUEN
AUSLEGUNGSANSATZ.156
6.2.3 ERGEBNISDARSTELLUNG UND
DISKUSSION.
160
6.2.4 FERTIGUNG UND INBETRIEBNAHME DER FRONTFLUEGELANBINDUNG
.
162
6.3 ABSCHLIESSENDE DISKUSSION DES
AUSLEGUNGSANSATZES.162
7 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK.165
8
ANHANG.
169
8.1 AUFBAU UND LASTFAELLE DER DEMONSTRATOREN AUS KAPITEL 4
.169
8.1.1 DEMONSTRATOR 1 - LOCHPLATTE
.
169
8.1.2 DEMONSTRATOR 2 -
BOLZENLASCHE.169
8.1.3 DEMONSTRATOR 3 -
Q-SPANT.
170
8.1.4 DEMONSTRATOR 4 -
LAENGSTRAEGER.170
8.2 BEISPIELHAFTE ERGEBNISSE DER CLUSTERALGORITHMEN AUS KAPITEL 4.4.3
.
171
8.2.1 ERGEBNISSE DER CLUSTERALGORITHMEN FUER DIE LOCHPLATTE (DEMONSTRATOR
1)
.
171
8.2.2 ERGEBNISSE DER CLUSTERALGORITHMEN FUER DEN LAENGSTRAEGER
(DEMONSTRATOR 4)
.
172
8.3 ZUSAETZLICHE ANGABEN ZU DEN LAMINATAUFBAUTEN AUS KAPITEL 6.1.3
.
173
8.3.1 DIE STEIFIGKEITSEIGENSCHAFTEN DER EINZELNEN LAMINATAUFBAUTEN
.
173
8.3.2 DER LAMINATAUFBAU *MFKCODE C* UND DIE ERGEBNISSE NACH AUSLEGUNG
MIT
A
LTAIR
OPTISTMCT.
174
9 LITERATUR 175 |
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author | Klein, Daniel |
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discipline | Maschinenbau / Maschinenwesen Werkstoffwissenschaften / Fertigungstechnik |
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