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Kunst- und Verbundwerkstoffe (bspw. kurz- und langfaserverstärkte Kunststoffe) weisen ein breites Spektrum von unterschiedlichen Eigenschaften auf. Um diese Eigenschaften optimal nützen und einsetzen zu können, ist es notwendig, das Werkstoffverhalten genau zu kennen und es in Materialmodellen zu beschreiben. Dabei muss eine Vielzahl von Einflüssen wie Temperatur, Zeit, Last oder Füllstoffe berücksichtigt werden.

Um die grundlegenden Eigenschaften zu charakterisieren und damit zuverlässige, genaue Daten für die Definition von Materialmodellen zu erhalten, werden mittels umfangreicher Prüfmethoden und optischer Messtechnik das Deformations- und Schädigungsverhalten umfassend analysiert. Die experimentellen Daten werden verwendet, um bestehende und am PCCL entwickelte Materialmodelle (verfügbare Modelle stoßen bei komplexen Materialverhalten schnell an ihre Grenzen) für die Verwendung in FE-Programmen zu erstellen. In den FE-Simulationen werden die unterschiedlichen Modellierungsmöglichkeiten genutzt, um basierend auf den Materialmodellen kritische globale oder lokale Lasten in Bauteilen zu bestimmen um in weiterer Folge den Materialeinsatz und die Konstruktion für die jeweilige Anwendung zu optimieren.

Dabei werden in der Materialmodellierung insbesondere Anisotropie, Viskoelastizität, Viskoplastizität, Schädigung und Versagen berücksichtigt. In den FE-Simulationsmodellen kommen klassische Spannungsanalysen bis hin zu Berechnungen basierend auf Konzepten der Bruchmechanik zum Einsatz, um schließlich Verformung, Schädigung und Lebensdauer von Bauteilen zu beurteilen.

Wissenschaftl. Partner:Simulation und Modellierung

Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe
Technische Universität Wien, Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik
Texas A&M University, Department of Mechanical Engeneering

Partnerunternehmen (Auswahl):Simulation und Modellierung

FACC AG
AT&S AG
Magna Steyr Fahrzeugtechnik GmbH & Co. KG
Mahle Filtersysteme Austria GmbH

Kontakt Simulation und Modellierung

 

DI Dr. Peter Fuchs
DI Dr. Daniel Tscharnuter
peter.fuchs@pccl.at
daniel.tscharnuter@pccl.at