Ziele:
• Beitrag zum weiteren Verständnis des komplexen mechanischen Verhaltens von fertigungsinduzierten Merkmalen und deren Auswirkung auf die strukturelle Performance von Bauteilen, wobei der Fokus auf Faserwelligkeiten und Porositäten liegen soll. Bei Bedarf können weitere Merkmale im Sinne von Vorstudien untersucht werden.
• Untersuchung der Auswirkung von Fertigungseffekten auf Bauteilebene anhand verschiedener möglicher Simulationsstrategien, z.B. gekoppelte Multiskalensimulationen vs. ingenieursmäßige Ansätze.
• Numerische Modelle für die Bewertung von kritischen Stellen bezüglich Schädigungsverhalten
• Auswahl und Bewertung repräsentativer Volumenelemente (RVE) aus realen Bauteilen
• FE-Netzgenerierung aus realen 3D-Defektstrukturen (Faserwelligkeit, Poren) unter Verwendung von CT-Scandaten für FE-Simulationen.
• Programmierung eines Phyton-Scripts zur (teil-)automatisierten Erstellung von Simulationsmodellen zur effektiven Parameterstudie im Sinne einer „Virtual Testbench“.
• Entwicklung eines Simulationsleitfadens zur definierten Vorgehensweise der Modellbildung und Kopplung von Simulationsmodellen auf unterschiedlichen Skalen.
Beschreibung der Inhalte:
Definition der Anforderungen an die Detektierbarkeit.
Abhängig von Einflüssen wie Art, Ausprägung und Position des Merkmals treten Unsicherheiten in der Detektion auf. Aus den Erkenntnissen wird untersucht, wie exakt ein Fertigungsmerkmal detektiert werden muss um eine ausreichend genaue Vorhersagegüte der Simulation zu erzielen. Dies erfolgt durch Vergleich des Aufwandes mit der ermittelten Vorhersagegüte. In Hinblick auf die Inspektion können die Erkenntnisse aus diesem Task weiteren Aufschluss über Anzahl/Intervalle und geforderte Genauigkeit der Inspektionen liefern.
Untersuchung der mechanischen Auswirkung von Fertigungseffekten auf Bauteil- und Subkomponenten-Ebene.
Auf Bauteilebene kann es durch Fertigungseffekte zu lokalen Steifigkeitsänderungen kommen, die Einfluss auf das globale Tragverhalten des Bauteils haben und auch zu einer Lastumverteilung innerhalb des Bauteils und einer Entlastung des lokalen Bereichs mit dem Faserwelligkeitsdefekt führen können.
Entwicklung von FE-Modellen basierend auf CT-Daten.
Derzeit stellen Unsicherheiten bei der Detektierung bzw. manuellen Modellierung von Fertigungseffekten in der industriellen Praxis die Realität dar. Ziel ist es die CT-Daten für eine weitere Verwendung in der FE-Analyse vorzubereiten und zu untersuchen, welcher Mehrwert an Aussagekraft der Simulationen durch Verwendung der „exakten“ Defektgeometrien erzielt werden kann.
