Seminar FEM-Berechnungen von Composite Strukturen
zzgl. MwSt.
- Buchungscode: FC106
Leichtbaustrukturen aus Composite Materialien ermöglichen deutliche Gewichtsreduktionen gegenüber metallischen Strukturen. Im Gegensatz zu metallischen Bauweisen werden Faserverbundstrukturen jedoch vorwiegend in Form von großflächigen Bauteilen mit geringer Wandstärke eingesetzt. Derartige Bauweisen neigen insbesondere unter Druckbelastung zu einem instabilen Verformungsverhalten, sofern die kritischen Beullasten überschritten werden. Bislang wird die Tragreserve durch Ausnutzung des nichtlinearen Nachbeulverhaltens von dünnwandigen, versteiften Faserverbundstrukturen weitestgehend nicht ausgenutzt. Vor diesem Hintergrund ergibt sich aus der gezielten Ausnutzung des nichtlinearen Strukturverhaltens für Faserverbundstrukturen ein erhebliches Leichtbaupotenzial. Dessen Ermittlung ist nur mit numerischen Verfahren, wie z.B. der Finite-Elemente-Methode möglich. Neben der Kenntnis um die theoretischen Zusammenhänge bei der Auslegung und Dimensionierung von Faserverbundbauteilen ist die Anwendung numerischer Berechnungswerkzeuge auf der Basis der Finite Elemente Methode (FEM) für den Berechnungsingenieur heutzutage unbedingt notwendig. Dabei hat sich im Laufe der letzten Jahre eine Vielzahl unterschiedlicher Softwareprodukte herausgebildet, welche alle ihre speziellen Vorteile und Nachteile aufweisen. In diesem Seminar werden die gängigen kommerziell verfügbaren FEM-Programme vorgestellt und deren Anwendung auf Problemstellungen des faserverbundgerechten Leichtbaus beleuchtet.
Informationen kompakt
| Art der Veranstaltung: | Seminar |
| Veranstaltungsorte: | Stade |
| Buchungscode: | FC106 |
| Dauer: | 3 Tage |
| Abschluss: | Teilnahme-Zertifikat der mtec-akademie an der PFH Private Hochschule Göttingen |
| Seminarleiter/Trainer: | Dr.-Ing. Janko Kreikemeier, Prof. Dr.-Ing. Richard Degenhardt |
Das Seminar befähigt Sie,
- die Struktur, den Aufbau eines FEM-Gleichungssystems, verschiedene Elementtypen, Integrationsverfahren sowie ausgewählte Spezialthemen im Bereich Composites zu kennen
- nichtlineare Probleme anhand vorhandener Gleichungslöser zu vergleichen und Vorteile und Nachteile gegenüberzustellen
- bezüglich Faserverbundstrukturen gängige Versagenskriterien zu kennen und diese vergleichend abzuwägen
- sich aktuelle kommerziell eingesetzte FEM-Programme zur Auslegung und Bewertung von Faserverbundbauteilen zu erschließen
- die unterschiedlichen Möglichkeiten der Modellierung (z. B. 2D und 3D) und die prinzipiellen Möglichkeiten zur Definition unterschiedlicher inhomogener Materialien zu kennen und bei nichtlinearem Materialverhalten (z. B. Schädigung) zu berücksichtigen
- eine wissenschaftliche Basis für die Analyse und die Auslegung von Faserverbundbauteilen zu erhalten
Tag 1 und 2: FEM-Berechnungen
- FEM-Berechnungen von CFK-Leichtbaustrukturen: Ausgewählte DLR-Projektergebnisse zum Stand der Technik und Herausforderungen für die Zukunft
- Zusammenfassung Mechanik
- Zusammenfassung Laminattheorie
- Einführung in die FEM (Beispiel eines gekoppelten Federsystems)
- Kurze Herleitung FEM über Variationsrechnung
- Aufbau des FEM-Gleichungssystems
- Numerische Integration, reduzierte Integration
- Elementtypen
- Nichtlinearitäten
- Definitionen Dehnung (Ingenieurdehnung, Green-Lagrange)
- Geometrisch nichtlineares Verhalten
- Materialverhalten bei Faserverbundstrukturen
- Versagenskriterien
- Stabilitätsphänomene bei Faserverbundstrukturen
- Vergleich der Solver, Vorteile und Nachteile
- Berücksichtigung von Querschubverzerrungen
- Randeffekte
Tag 3: Softwaregestützte Simulation
- Möglichkeiten der FEM-Modellierung dünnwandiger Leichtbaustrukturen
- Typen finiter Elemente zur Simulation dünnwandiger Leichtbaustrukturen
- Prinzipielle Annahmen
- Freiheitsgrade pro Knoten
- Elementformulierungen
- Klassische Laminattheorie
- Homogenisierungsmethoden
- Prinzipielle Annahmen der Homogenisierung
- Arten von Randbedingungen
- Kleine vs. große Deformationen
- Schädigungsmechanik
- Versagenskriterien
- Schadensfortschritt
Ingenieure und Praktiker, Fachkräfte und Führungskräfte aus der CFK-Produktion, CFK-Verarbeitung oder Leichtbau sowie technische Projektleiter und technisch orientierte Fachkräfte mit Grundlagenkenntnissen der Technischen Mechanik und Faserverbundmechanik (Klassische Laminattheorie)
Vortrag zur Einführung in die einzelnen Thematiken, Einbindung zahlreicher Beispiele und aktueller Forschungsergebnisse vom DLR, moderierter und im Dialog geführter Erfahrungsaustausch sowie fachliche Vertiefung durch Trainer-Input, Einbindung Ihrer Wünsche und Problemstellungen in das Seminar durch schriftliche Vorabbefragung
Prof. Dr.-Ing. Richard Degenhardt
Prof. Dr.-Ing. Richard Degenhardt ist Professor für Stabilität der Faserverbundwerkstoffe an der PFH Private Hochschule Göttingen und Wissenschaftler am Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig. Der 50-Jährige studierte Bauingenieurwesen an der TU Braunschweig, 1996 schloss er seine Promotion am Institut für Angewandte Mechanik der TU Braunschweig ab und war 1996-2000 als Tragwerksplaner in einem Ingenieurbüro tätig. Seit 2000 ist er Wissenschaftler am DLR. Er hat Erfahrung aus über 40 Forschungsprojekten des Faserverbundleichtbaus und veröffentlichte über 100 Artikel. Highlights sind z. B. die Koordination des abgeschlossenen EU-Projektes COCOMAT und des laufenden EU-Projektes DESICOS. Seit 2008 ist er zudem Professor an der PFH Private Hochschule Göttingen.
Dr.-Ing. Janko Kreikemeier
Dr.-Ing. Janko Kreikemeier ist als Wissenschaftler am Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR e. V.) in Braunschweig tätig. In der Abteilung Strukturmechanik entwickelt er mit seinem Team neuartige Berechnungsmethoden auf der Basis von mehrskaligen Ansätzen und Homogenisierungsmethoden zur Simulation des Materialverhaltens von faserverstärkten Kompositen. Der 36-Jährige studierte Maschinenbau mit der Spezialisierung "Angewandte Mechanik" an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. 2011 schloss er seine Promotion am Institut für Mechanik an der Universität Magdeburg mit dem Schwerpunkt der mehrskaligen Modellierung des Materialverhaltens von Kompositen ab.
Seminarzeiten
9:00 – ca. 17:00 Uhr
Teilnehmerzahl
max. 15
Dauer
3 Tage
Inklusivleistungen
Seminarunterlagen, Pausengetränke, Mittagessen, Teilnahmezertifikat