Entwicklung einer skalenübergreifenden Simulationsmethodik für das Strukturverhalten von Mehrlagengeweben:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Dresden
Matthias Hübner
[2018]
|
| Edition: | [1. Auflage] |
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| Physical Description: | xi, 147 Seiten Illustrationen 24 cm, 338 g |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IX
1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1
2 MEHRLAGENGEWEBE IM FASERKUNSTSTOFFVERBUND - STAND DER TECHNIK UND
FORSCHUNG 3
2.1 FASER KUNST ST
OFFVERBUNDE............................................................................
3
2.1.1 AUSGEWAEHLTE TEXTILE H A LB Z EU G E
...................................................
4
2.1.2 M ATRIXW
ERKSTOFFE............................................................................
6
2.1.3 FERTIGUNG VON KOMPLEXEN V ERBUNDBAUTEILEN
..............................
7
2.1.4 GRUNDLAGEN DER MECHANIK VON F K V
.............................................
8
2.2 MEHRLAGENGEWEBE FUER FASERKUNSTSTOFFVERBUNDE
.......................................
15
2.2.1 AUFBAU VON M EHRLAGENGEWEBEN
...................................................
15
2.2.2 FERTIGUNG VON MEHRLAGENGEWEBEN
................................................
16
2.2.3 EIGENSCHAFTEN UND ANWENDUNGSFELDER VON MEHRLAGENGEWEBEN . . 19
2.3 SIMULATION VON TEXTILEN S TRU K TU RE N
.......................................................... 21
2.3.1 E
INLEITUNG........................................................................................
21
2.3.2 SIMULATIONSMODELLE FUER TEXTILE VERSTAERKUNGSSTRUKTUREN
...............
23
3 ZIELE UND FORSCHUNGSPROGRAMM 29
3.1 M
OTIVATION....................................................................................................
29
3.2 PRAEZISIERUNG DES FORSCHUNGSPROGRAMMES
................................................
31
3.2.1 ZIELSETZUNG DER A R B E I T
................................................................... 31
3.2.2
FORSCHUNGSPROGRAMM......................................................................
31
4 ANALYSE DES STRUKTURVERHALTENS VON MEHRLAGENGEWEBEN UND DEREN VER
BUENDE 33
4.1 DEFORMATIONSPHAENOMOLOGIE VON M EHRLAGENGEWEBEN
..............................
33
4.2 SYSTEMATISCHE
VERSUCHSPLANUNG................................................................
35
4.2.1 AUSGEWAEHLTE M
ATERIALIEN................................................................
35
4.2.2 V
ERSUCHSPLANUNG............................................................................
38
4.3 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER GARNEIGENSCHAFTEN
..............................
40
4.3.1 G ARNPARAM
ETER...............................................................................
40
4.3.2 DEFORMATIONSEIGENSCHAFTEN DER G A RN E
........................................... 40
4.4 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER EIGENSCHAFTEN DER TEXTILEN HALBZEUGE .
43
4.4.1 TEXTILE PARAM
ETER............................................................................
43
4.4.2 DEFORMATIONSEIGENSCHAFTEN DER TEXTILEN H ALBZEUGE
.....................
43
4.5 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER VERBUNDEIGENSCHAFTEN
........................
52
4.5.1 ZUGVERHALTEN
..................................................................................
53
4.5.2 BIEGEVERHALTEN
...............................................................................
54
4.5.3
DURCHSTOSSPRUEFUNG............................................................................
55
4.6 ZUSAMMENFASSUNG DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN
........................
56
5 ENTWICKLUNG EINER SKALENUEBERGREIFENDEN SIMULATIONSMETHODIK 59
5.1 ANFORDERUNGEN AN DIE SIMULATIONSMODELLE UND DIE SIMULATIONSMETHODIK
59
5.2 SKALENUEBERGREIFENDE
SIMULATIONSMETHODIK................................................. 60
6 MODELLIERUNG UND SIMULATION VON MEHRLAGENGEWEBEN AUF DER MESOEBENE 63
6.1 MODELLIERUNG DER GARNE
............................................................................
64
6.1.1
GEOMETRIEMODELLIERUNG...................................................................
64
6.1.2 M ATERIALM
ODELL...............................................................................
66
6.1.3 VALIDIERUNG DES MECHANISCHEN G ARNVERHALTENS
...........................
68
6.2 BILDUNG DER
EINHEITSZELLE............................................................................
69
6.3 GEOMETRISCHE UND MECHANISCHE MODELL
VALIDIERUNG.................................. 72
6.3.1 GEOMETRISCHE
MODELLVALIDIERUNG.................................................... 72
6.3.2 MECHANISCHE M
ODELLVALIDIERUNG.................................................... 72
6.4 ZUSAMMENFASSENDE B
ETRACHTUNG................................................................
77
7 MODELLIERUNG UND SIMULATION VON MEHRLAGENGEWEBEN AUF DER MAKROEBENE 79
7.1 ENTWICKLUNG EINES MAKROMODELLS FUER DIE UMFORMSIMULATION
..................
79
7.1.1 MATERIALMODELL FUER
MEHRLAGENGEWEBE........................................... 80
7.1.2 ELEMENTE UND ELEMENTFORMULIERUNGEN FUER M L W
........................
84
7.2
MODELL VALIDIERUNG
........................................................................................
86
7.2.1 ZUGVERHALTEN
..................................................................................
86
7.2.2 SCHERVERHALTEN
...............................................................................
87
7.2.3 BIEGEVERHALTEN
...............................................................................
88
7.2.4 KOMPAKTIERUNGSVERHALTEN
............................................................. 88
7.2.5
HALBKUGELUMFORMUNG......................................................................
89
7.2.6 BETRACHTUNG DER
RECHENZEITEN....................................................... 90
7.2.7
ZUSCHNITTGENERIERUNG......................................................................
91
7.3 SCHNITTSTELLE ZU FUELL- UND VERBUNDSIMULATIONEN
....................................
91
7.4 ZUSAMMENFASSENDE B
ETRACHTUNG................................................................
92
8 MODELLIERUNG DER VERBUNDSTRUKTUR AUF DER MESOEBENE 95
8.1 DOMAIN SUPERPOSITION TECHNIQUE ( D S T )
................................................. 96
8.2 BEREITSTELLUNG VON MATERIALKENNWERTEN FUER DIE VERBUNDSIMULATION . .
. 97
8.3 ZUSAMMENFASSENDE B ETRACHTUNG
..................................................................
100
9 SIMULATIONSGESTUETZTE STRUKTUR- UND PROZESSAUSLEGUNG 101
9.1 ANPASSUNG DER HALBZEUGEIGENSCHAFTEN
.........................................................
102
9.2 OPTIMIERUNG DES FORMGEBUNGSPROZESSES
......................................................
106
9.2.1 PARTIKELSCHWARMOPTIMIERUNG
............................................................
108
9.2.2 KOPPLUNG DES OPTIMIERUNGSALGORITHMUS MIT DER FEM-SOFTWARE . 109
9.2.3 OPTIMIERUNG DER FASERORIENTIERUNG BEI DER FORMGEBUNG
...............
110
9.2.4 WEITERE ANWENDUNGSFELDER
...............................................................
112
9.3 ANALYSE VON VERBUNDEIGENSCHAFTEN
............................................................
114
9.3.1 BEEINFLUSSUNG DES VERSAGENSVERHALTENS DURCH UNTERSCHIEDLICHE MA
TERIALKOMBINATIONEN
............................................................................114
9.3.2 SIMULATIONSGESTUETZTE ANALYSE VON UE BERLAPPUNGEN
........................
117
9.4 ZUSAMMENFASSENDE B ETRACHTUNG
..................................................................
120
10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 123
LITERATURVERZEICHNIS 127
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 146
TABELLENVERZEICHNIS 147
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IX
1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1
2 MEHRLAGENGEWEBE IM FASERKUNSTSTOFFVERBUND - STAND DER TECHNIK UND
FORSCHUNG 3
2.1 FASER KUNST ST
OFFVERBUNDE.
3
2.1.1 AUSGEWAEHLTE TEXTILE H A LB Z EU G E
.
4
2.1.2 M ATRIXW
ERKSTOFFE.
6
2.1.3 FERTIGUNG VON KOMPLEXEN V ERBUNDBAUTEILEN
.
7
2.1.4 GRUNDLAGEN DER MECHANIK VON F K V
.
8
2.2 MEHRLAGENGEWEBE FUER FASERKUNSTSTOFFVERBUNDE
.
15
2.2.1 AUFBAU VON M EHRLAGENGEWEBEN
.
15
2.2.2 FERTIGUNG VON MEHRLAGENGEWEBEN
.
16
2.2.3 EIGENSCHAFTEN UND ANWENDUNGSFELDER VON MEHRLAGENGEWEBEN . . 19
2.3 SIMULATION VON TEXTILEN S TRU K TU RE N
. 21
2.3.1 E
INLEITUNG.
21
2.3.2 SIMULATIONSMODELLE FUER TEXTILE VERSTAERKUNGSSTRUKTUREN
.
23
3 ZIELE UND FORSCHUNGSPROGRAMM 29
3.1 M
OTIVATION.
29
3.2 PRAEZISIERUNG DES FORSCHUNGSPROGRAMMES
.
31
3.2.1 ZIELSETZUNG DER A R B E I T
. 31
3.2.2
FORSCHUNGSPROGRAMM.
31
4 ANALYSE DES STRUKTURVERHALTENS VON MEHRLAGENGEWEBEN UND DEREN VER
BUENDE 33
4.1 DEFORMATIONSPHAENOMOLOGIE VON M EHRLAGENGEWEBEN
.
33
4.2 SYSTEMATISCHE
VERSUCHSPLANUNG.
35
4.2.1 AUSGEWAEHLTE M
ATERIALIEN.
35
4.2.2 V
ERSUCHSPLANUNG.
38
4.3 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER GARNEIGENSCHAFTEN
.
40
4.3.1 G ARNPARAM
ETER.
40
4.3.2 DEFORMATIONSEIGENSCHAFTEN DER G A RN E
. 40
4.4 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER EIGENSCHAFTEN DER TEXTILEN HALBZEUGE .
43
4.4.1 TEXTILE PARAM
ETER.
43
4.4.2 DEFORMATIONSEIGENSCHAFTEN DER TEXTILEN H ALBZEUGE
.
43
4.5 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER VERBUNDEIGENSCHAFTEN
.
52
4.5.1 ZUGVERHALTEN
.
53
4.5.2 BIEGEVERHALTEN
.
54
4.5.3
DURCHSTOSSPRUEFUNG.
55
4.6 ZUSAMMENFASSUNG DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN
.
56
5 ENTWICKLUNG EINER SKALENUEBERGREIFENDEN SIMULATIONSMETHODIK 59
5.1 ANFORDERUNGEN AN DIE SIMULATIONSMODELLE UND DIE SIMULATIONSMETHODIK
59
5.2 SKALENUEBERGREIFENDE
SIMULATIONSMETHODIK. 60
6 MODELLIERUNG UND SIMULATION VON MEHRLAGENGEWEBEN AUF DER MESOEBENE 63
6.1 MODELLIERUNG DER GARNE
.
64
6.1.1
GEOMETRIEMODELLIERUNG.
64
6.1.2 M ATERIALM
ODELL.
66
6.1.3 VALIDIERUNG DES MECHANISCHEN G ARNVERHALTENS
.
68
6.2 BILDUNG DER
EINHEITSZELLE.
69
6.3 GEOMETRISCHE UND MECHANISCHE MODELL
VALIDIERUNG. 72
6.3.1 GEOMETRISCHE
MODELLVALIDIERUNG. 72
6.3.2 MECHANISCHE M
ODELLVALIDIERUNG. 72
6.4 ZUSAMMENFASSENDE B
ETRACHTUNG.
77
7 MODELLIERUNG UND SIMULATION VON MEHRLAGENGEWEBEN AUF DER MAKROEBENE 79
7.1 ENTWICKLUNG EINES MAKROMODELLS FUER DIE UMFORMSIMULATION
.
79
7.1.1 MATERIALMODELL FUER
MEHRLAGENGEWEBE. 80
7.1.2 ELEMENTE UND ELEMENTFORMULIERUNGEN FUER M L W
.
84
7.2
MODELL VALIDIERUNG
.
86
7.2.1 ZUGVERHALTEN
.
86
7.2.2 SCHERVERHALTEN
.
87
7.2.3 BIEGEVERHALTEN
.
88
7.2.4 KOMPAKTIERUNGSVERHALTEN
. 88
7.2.5
HALBKUGELUMFORMUNG.
89
7.2.6 BETRACHTUNG DER
RECHENZEITEN. 90
7.2.7
ZUSCHNITTGENERIERUNG.
91
7.3 SCHNITTSTELLE ZU FUELL- UND VERBUNDSIMULATIONEN
.
91
7.4 ZUSAMMENFASSENDE B
ETRACHTUNG.
92
8 MODELLIERUNG DER VERBUNDSTRUKTUR AUF DER MESOEBENE 95
8.1 DOMAIN SUPERPOSITION TECHNIQUE ( D S T )
. 96
8.2 BEREITSTELLUNG VON MATERIALKENNWERTEN FUER DIE VERBUNDSIMULATION . .
. 97
8.3 ZUSAMMENFASSENDE B ETRACHTUNG
.
100
9 SIMULATIONSGESTUETZTE STRUKTUR- UND PROZESSAUSLEGUNG 101
9.1 ANPASSUNG DER HALBZEUGEIGENSCHAFTEN
.
102
9.2 OPTIMIERUNG DES FORMGEBUNGSPROZESSES
.
106
9.2.1 PARTIKELSCHWARMOPTIMIERUNG
.
108
9.2.2 KOPPLUNG DES OPTIMIERUNGSALGORITHMUS MIT DER FEM-SOFTWARE . 109
9.2.3 OPTIMIERUNG DER FASERORIENTIERUNG BEI DER FORMGEBUNG
.
110
9.2.4 WEITERE ANWENDUNGSFELDER
.
112
9.3 ANALYSE VON VERBUNDEIGENSCHAFTEN
.
114
9.3.1 BEEINFLUSSUNG DES VERSAGENSVERHALTENS DURCH UNTERSCHIEDLICHE MA
TERIALKOMBINATIONEN
.114
9.3.2 SIMULATIONSGESTUETZTE ANALYSE VON UE BERLAPPUNGEN
.
117
9.4 ZUSAMMENFASSENDE B ETRACHTUNG
.
120
10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 123
LITERATURVERZEICHNIS 127
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 146
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