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Bin Neu hier und hoffe das ich hier nicht auch im Regen stehe.

Ich suche für eine Auslegung einer Karosserie in CFK ein Programm / Modul mit dem ich lastorientiert Faserrichtungen bestimmen kann. Genauer gesangt ich möchte ein absichtlich unterdimensioniertes Bauteil solange mit CFK Elementen aufdoppeln bis alle kritischen Bereich eleminiert sind.
Ich hoffe ich hab es verständlich formuliert!

ein FEM-CFK Greenhorn

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klein, leicht, ehrlich - gegen den Trend

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Du brauchst ein FEM-Programm, welches Elemente mit CFK-Eigenschaften bietet. LS-DYNA hat so etwas, ANSYS meines Wissens auch, Marc/Mentat auch.

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..... und NASTRAN auch. Und ABAQUS auch......

Problem für eine ganze Karosserie könnte da das "Aufdoppeln" werden.

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Ja das es viele Programme gibt in denen man mit CFK rechnen kann ist mir bekannt, aber ich benötige quasi ein Optimierungstool für CFK-Strukturen, um z.B. die Lastpfade zu optimieren, oder Anbindungspunkte.
Gibt es so etwas schon? Oder gibt es Tricks (aufdoppeln)

Danke im voraus

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Du willst ein Programm, das die Lasteinleitung und gleichzeitig das Design optimiert? Wie soll das denn funktionieren? Ich wage mal zu bezweifeln, das das geht....
Was Dir vielleicht weiterhelfen könnte ist ein Optimierungsprogramm wie Tosca. Prinzipiell kannst Du Dir da aus einem Vollmaterial unter Vorgabe einer Gewichtsreduzierung ein optimales Design für eine Kombination von Lastfällen rausschneiden lassen......

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Hallo!

Pro Faserverbundeinzelschicht kann die Dicke, Orientierungswinkel und das verwendete Laminat eingestellt werden. Faserverbundbauteile bestehen  häufig aus sehr vielen Einzelschichten. Damit gibt es sehr viele Parameter die optimiert werden müssten und dies zusätzlich für verscheidene Bereiche der Struktur.
Wie soll ein Programm diese Datenflut automatisch optimieren? Meines erachtens ist dies unmöglich. Für einfache Grundlastfälle kann die Netztheorie schon weiterhelfen. Für komplizierte Geometrien und Lasten ist eine Optimierung nur auf Grundlage von Erfahrungen möglich.

Gruß
Jens

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Jens Friedrich
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
TU-Dresden

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Ich wußte das es nicht leicht sein wird, das Problem ist, wenn ich nach jedem Durchgang nach den Ergebnissen aus der FEM meine Struktur anpasse dann dauert das für eine ebene Platte schon ewig, stellt euch vor wie das mit 5 Bauteilen ist die miteinander verklebt eine gesamte Fahrzeugkarosserie ergeben!!! Kennt jemand das Modul esaComp? Gibt es Strukturoptimierungsprogramme die mit CFK-Schichten arbeiten können? evtl. Lagenoptimierungen durchführen!

mal wieder im voraus dankend

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Naja, nicht umsonst sitzen bei den OEM's in den Karosserieentwicklungsabteilungen hunderte von Leuten. 

Die Optimierungsprogramme sollten Schalendicken schon verändern können, ob das mit den Layerorientierungen allerdings auch klappt, weiß ich nicht. Vielleicht mal bei CADFEM nachfragen, die vertreiben das OptiSlang, wenn ich mich recht erinnere.....

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Das Problem liegt aus meiner Sicht in der Bestimmung der Materialeigenschaften der Einzelschicht und der Klebeschicht, da wir hier sicher von händischer Produktion sprechen.
Damit dann ein ensprechendes Modell zu füttern ist die andere Sache. Gerade bei Betriebsfestigkeitsuntersuchungen unter Lastkollektiven wirds heftig. Hier solltest du dich grundsätzlich ins Versagensverhalten von Faserverbundstrukturen einarbeiten. (nach TSAI / CUNTZE / PUCK...)
ESA Comp berechnet analytisch nach Klassischer Laminattheorie bei bekannten Schnittgrößen Spannungen und Verzerrungen global und transformiert diese in die Einzelschicht. Mit den entsprechenden Lasten auf Einzelschichtebene lassen sich aussagen über das Versagensverhalten machen. Falls Versagen auftritt muss das Lamiant noch nicht zerstört sein, da Lasten in andere Lagen umgeleitet werden. Dazu gibts diverse Degradationsansätze, welche meines erachtens noch nicht standardmäßig in der FE integriert sind

viel spass dabei

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Jens Friedrich
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
TU-Dresden

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Schau Dir doch mal Optistruct von Altair an. Damit kannst Du sowohl Faserwinkel als auch Laminatdicken optimieren.

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