Konstruieren mit Composites
Veranstaltungsnummer: 03SE063
- Berechnung von endlosfaserverstärkten, anisotropen Werkstoffen nach Richtlinie VDI 2014
- Auslegung von Strukturbauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV)
- Umgang mit Fügetechniken, lokalen Lasteinleitungen sowie Ermüdungsbeanspruchungen
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Jetzt anfragenWie bei keinem anderen Werkstoff, beeinflussen sich bei Composites Werkstoffeigenschaften, Bauteilgeometrie, Fertigungsverfahren sowie Losgröße und Herstellkosten gegenseitig. Die Anzahl der Konstruktionsparameter ist im Vergleich zu isotropen Konstruktionswerkstoffen deutlich umfangreicher; neben Bauteilgeometrie und Wanddicke sind bei FKV-Bauteilen zusätzlich noch Fasermengen, die Faserorientierungen und die Schichtreihenfolgen festzulegen.
Dieses Seminar macht Sie mit den konstruktiven Besonderheiten von Composites und den Analysewerkzeugen für FKV vertraut. Auf der Grundlage der Richtlinie VDI 2014 lernen Sie die Vorgehensweise kennen, um richtungsabhängige Werkstoffe zu modellieren, Werkstoffkennwerte zu bestimmen und Festigkeiten nachzuweisen. Anhand von anschaulichen Rechenübungen an konkreten Strukturen werden die theoretischen Inhalte verdeutlicht und vertieft. Möglichkeiten der numerischen Simulation (FEM) runden die Weiterbildung ab. Nach dem Besuch des Seminars sind Sie in der Lage, eine tragfähige Faserverbundstruktur zu entwerfen, auszulegen und zu berechnen.
Das 2-tägige Seminar können Sie auch als firmeninterne Schulung buchen. Das Seminar kann auch im Rahmen des Lehrgangs "Fachingenieur Leichtbau VDI" als Wahlpflichtmodul belegt werden.
Top-Themen
- Berechnung von endlosfaserverstärkten, anisotropen Werkstoffen nach Richtlinie VDI 2014
- Auslegung von Strukturbauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV)
- Umgang mit Fügetechniken, lokalen Lasteinleitungen sowie Ermüdungsbeanspruchungen
- Berechnung von Schichtspannungen und globalen Verzerrungen
- Versagensformen bei endlosfaserverstärkten FKV-Bauteilen
Ablauf des Seminars "Konstruieren mit Composites"
Erfahren Sie im Seminar "Konstruieren mit Composites" mehr zu folgenden Themen:
1. Tag 09:00 bis 17:30 Uhr
2. Tag 09:00 bis 15:30 Uhr
Eigenschaften und Besonderheiten von Composite-Strukturen
- Einsatzgebiete der Faser-Kunststoffverbunde
- Vergleich mit isotropen Konstruktionswerkstoffen
- Wann sind Faser-Kunststoff-Verbunde sinnvoll?
Einführung in die Komponenten Faser und Matrix
- Faserarten und textile Halbzeuge: Typen, Eigenschaften, Verwendung
- Matrixtypen (Duro- und Thermoplaste)
- Faser-Matrix-Halbzeuge
- Auswahlmethodik für Fasern, Matrix, Halbzeuge
Modellierung der richtungsabhängigen Werkstoffgesetze –
Klassische Laminatanalyse
- Unidirektionale Einzelschicht (UD-Schicht)
- Winkeldefinition und Transformationsbeziehungen
- Klassische Laminattheorie
- Ermittlung von Spannungen und Verzerrungen
- Netztheorie als Entwurfshilfe; Regeln der Netztheorie
- Vorstellung des CLT-Programms, Analysebeispiel
Versagensformen und Festigkeitsnachweise bei FVK
- Versagensarten und -verhalten von UD-Schichten (Faser- und Zwischenfaserbruch)
- Pauschalbruchkriterien (Tsai-Wu, Dehnungskriterium)
- der Begriff der Wirkebenen nach Puck
- die physikalischen Wirkebenen-Bruchkriterien nach Puck
- Analysebeispiel: Schichtenweise Bruchanalyse mit CLT-Tool
Einführung in die Richtlinie VDI 2014
- Aufbau der VDI 2014: Grundlagen, Konzeption, Berechnung
- Vorgehensweise bei der konstruktiven Gestaltung von
FKV-Bauteilen - Erforderliche Materialkennwerte
- Aspekte der Langzeitmodellierung
- Prinzipielles Vorgehen bei Ermüdungsbeanspruchung
Versuch: Vergleich von Rechnung und Praxis
- Biegebruchversuch an einer GFK-Flachprobe
- Berechnung der Biegeprobe mit CLT-Tool
- Vergleich experimenteller und rechnerischer Bruchmomente
Überblick über gängige FKV-Fertigungsverfahren
- Handlaminieren; Pressverfahren
- RTM Verfahren; Wickeln; Kontinuierliche Verfahren
Besondere konstruktive Möglichkeiten der FVK
- Nutzung des schichtenweisen Aufbaus
- Gestaltung der thermischen Ausdehnung
- Akzeptanz von Zwischenfaserbruch
Rechenbeispiel Drucklufttank (analytisch)
- Auslegung nach Netztheorie
- Auslegung nach Klassischer Laminattheorie (CLT)
- Degradationsanalyse
Fügetechniken und lokale Lasteinleitungen
- Klebung; Bolzenverbindung
- Schlaufenanschluss; Pressverband
Auslegungsbeispiel Antriebswelle (analytisch)
- Festigkeitsberechnung nach CLT
- Stabilitätsanalyse
- Auslegung Bolzenanschluss; Auslegung Längspressverband
Numerische Analyse von Faser-Kunststoff-Verbunden (FEM)
- FE-Programme: Ansys Classic, Workbench, ACP
- Verwendete Elementtechnologien
- Übertragung der Werkstoffkennwerte
- FKV-spezifische Möglichkeiten in ACP: Faserausrichtung, Drapierung, Analysemöglichkeiten, Plybook
Zielgruppe
Das Seminar "Konstruieren mit Composites" richtet sich an:
- Entwickler
- Konstrukteure
- Berechnungsingenieure
- Fachkräfte aus dem berechnungsnahen Umfeld
... insbesondere in den Branchen Fahrzeugtechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Windenergietechnik und Sportgeräteentwicklung.
Ihre Referenten für das Seminar "Konstruieren mit Composites":
Dr.-Ing. Christoph Möller, ICM-Composites GmbH & Co. KG, Weiterstadt
Dr.-Ing. Daniela Feldten, Geschäftsführerin, MeFeX GmbH, Weiterstadt
Dr.-Ing. Christoph Möller studierte Maschinenbau mit Schwerpunkt Flugzeugbau und Leichtbau an der Technischen Universität Braunschweig. Nach dem Studium folgte eine wissenschaftliche Assistenzzeit am Fachgebiet Konstruktiver Leichtbau und Bauweisen (KLuB) der TU Darmstadt, bei der sein Forschungsschwerpunkt die faserparallele Druckfestigkeit von CFK war. Nach Abschluss der Promotion im Jahre 2011 gründete er im Team ein Ingenieurbüro zur Berechnung von Faser-Kunststoff-Verbunden.
Dr.-Ing. Daniela Feldten studierte allgemeinen Maschinenbau mit Schwerpunkt Leichtbau an der Technischen Universität Darmstadt. Nach dem Studium folgte eine Promotion am Fachgebiet Konstruktiver Leichtbau und Bauweisen (KLuB) der TU Darmstadt, bei der ihr Forschungsschwerpunkt die Biegeschwingfestigkeit von GFK war. Im Jahre 2013 gründete sie ein Ingenieurbüro zur Berechnung von Faser-Kunststoff-Verbunden und Fertigung von Prototypen. 2017 folgte daraus die Gründung der MeFeX GmbH.
Informationen zu unseren Zertifikatslehrgängen zum "Fachingenieur VDI"
Mona Paluch
✆ +49 211 6214-606
✉ paluch@vdi.de