Werkstoffeigenschaften in der Strukturberechnung

Modellierung, Kalibrierung, Simulation & Optimierung

Die Effizienz von Simulationsverfahren basiert auf der Güte der eingesetzten Modelle. Dies gilt im besonderen Maße für die Analyse von Bauteilstrukturen. Wenn auch Details der Geometrie weitgehend exakt nachgebildet werden können, sind Beschreibungen der Werkstoffeigenschaften oft nicht verfügbar. Es müssen Annahmen getroffen werden, deren Auswirkungen auf das Ergebnis meist nicht absehbar sind. Verlässliche Designentscheidungen sind so nicht möglich, ebenso darüberhinausgehende neue Anwendungen wie z. B. der Digital Twin.

Dieses Seminar soll zeigen und zur Diskussion stellen, mit welchen Methoden das Design von Leichtbau-Strukturen, deren Nutzen auf optimierte Eigenschaften der Werkstoffe beruht, unterstützt werden kann.

Die physikalischen Eigenschaften der Materialen von Tragstrukturen wie lineare / nichtlineare Elastizität, Versagen, Dämpfung, Wärmeleitfähigkeit usw. werden mittels Stoffgesetzen beschrieben. Diese müssen mit geeigneten Methoden bestimmt werden und bilden die Basis zur Erstellung von Materialmodellen. Damit werden in geeigneten Softwaresystemen zur Strukturanalyse die Materialeigenschaften simuliert, je nach Aufgabenstellung unter Berücksichtigung von z. B. Verformungsgeschwindigkeit, Temperatur usw.

Besondere Herausforderungen bieten Werkstoffe mit komplexen Stoffgesetzen wie Polymere und Composites aufgrund ihrer inneren Struktur, und außerdem werden in vielen Fällen deren Eigenschaftenn im Wesentlichen durch Einflüsse während der Produktion des Bauteils bestimmt.

Dies führt zur Forderung, innerhalb einer Produktentwicklung auch den Herstellungsprozess zu simulieren, um Auswirkungen z. B. der Temperatur, plastischer Vorverformungen usw. auf das Werkstoffverhalten zu ermitteln. Mit den Ergebnissen einer derartigen Simulation können Parameter in der Fertigung gezielt beeinflusst werden, um die Materialeigenschaften zu optimieren. Praktische Anwendungen sind die Steuerung von Gießvorgängen, das Härten von Stahlteilen und vor allem die neue Technologie des Additive Manufacturing.

Wir hoffen, Ihr Interesse geweckt zu haben und freuen uns auf Ihre Teilnahme.

Ihre NAFEMS Deutschland, Österreich, Schweiz GmbH

Technische Leitung:
W. Dirschmid (Consultant), Chairman des NAFEMS Steering Committees für Deutschland, Österreich und der Schweiz

Vortragsprogramm

27. März

12:45 Begrüßung und Einführung
W. Dirschmid (Consultant, Chairman des NAFEMS DACH Steering Committees); T. Morris (NAFEMS)

13:00 Keynote-Vortrag: Nachvollziehbare Daten-Prozesskette vom Labor bis zur Simulation – Unerlässlich für Produktqualität und Produkthaftung
T. Ehrig (IMA Materialforschung und Anwendungstechnik)

13:35 Einflüsse des additiven Herstellungsprozesses auf lokale Betriebsfestigkeitseigenschaften bei metallischen Bauteilen
M. Hack, N. Lammens, H. Erdelyi (Siemens Industry Software); T. Craeghs (Materialise);B. Van Hooreweder (KU Leuven); W. Van Paepegem (University of Gent)

14:00 Lebensdauerabschätzung von Bauteilen aus Sphäroguss auf der Grundlage der lokalen Materialeigenschaften
J. Wang (Knorr-Bremse)

14:25 Herausforderungen bei der Ermittlung der zyklischen Werkstoffkennwerte von dünnem Elektroband unter dehnungsgeregelter Beanspruchung
M. Thum, P. Schwarz, P. Haefele (Hochschule Esslingen)

14:50 Gold-Sponsor Vortrag: Optimierung der Werkstoffeigenschaften, des Workflows und der Auswahl für Simulationstechnik
K. Antonic-Nowak (Key To Metals)

15:00 Kaffeepause

15:40 Führung durch die Prüflabore des Entwicklungs- und Prüfzentrums IMA Dresden

15:40 Abfahrt der Busse

16:10 Führung

17:40 Rückfahrt der Busse

18:10 Ankunft im Hotel

18:10 Get together in der Ausstellung
gesponsert von

20:00 Ende des ersten Tages

28. März

08:15 Keynote-Vortrag: Improving Simulation Quality With Reliable Materials Methods
H. Lobo (DatapointLabs Technical Center for Materials, USA)

08:50 Simulation des Herstellungsprozesses technischer Textilien für den Leichtbau
S. Gramsch (Fraunhofer ITWM)

09:15 Zuverlässige Strukturbewertung von Faserverbundbauteilen durch Berücksichtigungder Prozesseinflüsse in einer virtuellen Prozesskette
M. Hohberg, D. Dörr, B. Fengler (Karlsruher Institut für Technologie (KIT) / Simutence); L. Kärger, F. Henning (Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

09:40 Kaffeepause

10:25 Modellierung des anisotropen Werkstoffverhaltens von kurzfaserverstärkten spritzgegossenen Kunststoffbauteilen
W. Korte (PART Engineering)

10:50 Einfluss der Werkstoffkennwerte auf die Genauigkeit der Festigkeitsbewertung eines kurzfaserverstärkten, spritzgegossenen Formteils
F. Lang, M. Brehm (Merkle und Partner); A. Frick, R. Boßler (Hochschule Aalen)

11:15 Dynamische Bauteil- und Werkstoffprüfung über fünf Dehnratendekaden in Größenbereiche von Metern bis Mikrometern
F. Huberth, S. Klitschke, J. Lienhard, J. Tlatlik (Fraunhofer IWM)

11:40 Modellierung der zyklischen Thermoviskoplastizität in Chrom-Nickel-Stahl mit Chaboche Konstitutivgleichungen
S. Dimitrov (Cadfem)

12:05 Mittagspause

13:00 Fehlende Engineeringdaten – hohes Gefahrenpotenzial bei kritischen Entscheidungen in der Produktentwicklung
H. Ruhland (Ricone)

13:25 Inhomogene Materialmodelle
M. Achenbach (Consultant)

13:50 Modellierung von Crazing bei gummimodifizierten Thermoplasten
M. Helbig, A. Haufe (DYNAmore)

14:15 Integration von Test- und Simulationsdaten
T. Kerber (Granta Design)

14:40 Kaffeepause

15:00 Gewichtsreduktion durch Composites und Optimierung
N. Wagner (Intes)

15:25 Inverse Identifikation der individuellen, nicht-linearen und orthotropen Materialeigenschaften humaner innerer anatomischer Strukturen auf Basis von nicht-invasiven Vollfeldmessungen mit Ultraschall
A. Wittek (Frankfurt University of Applied Sciences/Universität Siegen); C.-P. Fritzen (Universität Siegen); A. Huß, C. Blase (Frankfurt University of Applied Sciences)

15:50 Material Charakterisierung von Composite Materialen mit Hilfe des multiskalen Ansatzes: Ein effizienter und hochgenauer Ansatz für den industriellen Einsatz
J. Bold (Boeing Research and Technology); F. Ehrhart (Altair Engineering); E. Mirtič (LZS Dresden)

16:15 Wrap-up / Diskussion
W. Dirschmid (Consultant, Chairman des NAFEMS DACH Steering Committees)

16:30 Ende der Veranstaltung