Verzerrungsanalyse räumlich gekrümmter Flächen auf Basis konformer Abbildungsalgorithmen

Roland Ritt

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

80 Downloads (Pure)

Abstract

Im modernen Maschinenbau spielt Leichtbau eine Schlüsselrolle für die Reduktion des Materialeinsatzes durch den Einsatz leistungsfähiger Werkstoffe. Hierbei werden immer häufiger neuartige Materialien (z.B Faser-Kunststoffverbunde) gepaart mit neuen Fertigungsprozessen eingesetzt. Um dieser Vielfalt bereits im frühen Stadium der Bauteilentwicklung folgen zu können, ist es notwendig parallel neue Materialmodelle für vorhandene Simulationswerkzeuge (Finite-Elemente-Simulation) bereitzustellen. Ziel dieser Arbeit ist das Entwickeln des mathematischen Gerüsts (Framework) eines zerstörungsfreien Verzerrungsanalyse-Algorithmus für Oberflächen, um die Validierung von Umformprozessen und Materialmodellen mit realen Bauteilen vornehmen zu können. Ein Verzerrungszustand wird im Allgemeinen durch die relativen Verschiebungen von Materialpunkten berechnet. Zu diesem Zweck wird auf das Bauteil ein regelmäßiges Referenzmuster, welches der nachfolgenden Umformung folgt, aufgebracht. Die nach dem Umformvorgang digitalisierten Knotenpunkte des Musters werden in weiterer Folge als Knoten eines finiten Elements interpretiert. Da innerhalb dieser Elemente eine Verzerrungsanalyse unabhängig von den jeweils anderen möglich ist, kann die Berechnung effizient formuliert werden. Mit Hilfe des vorgestellten Frameworks ist eine individuell gestaltete Verzerrungsanalyse durch Ändern des Elementtyps oder Berechnen unterschiedlicher Verzerrungstensoren möglich. Zusätzlich zu einer umfangreichen Validierung des Algorithmus mittels konventioneller Finite-Elemente-Simulation wurde eine vollflächige Verzerrungsanalyse anhand eines realen Bauteils durchgeführt.
Titel in ÜbersetzungStrain Analysis of Spatially Curved Surfaces Based on Conformal Mapping Algorithms
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Fischlschweiger, Michael, Betreuer (extern), Externe Person
  • Antretter, Thomas, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung30 Okt. 2015
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2015

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 22-09-2020

Schlagwörter

  • vollflächiger Verzerrungszustand für Oberflächen
  • finite Elemente
  • Verzerrungsanalyse
  • Verzerrungstensor
  • Materialmodelle

Dieses zitieren