Seminar

Festigkeitsberechnung bei Verbundwerkstoffen

Veranstaltungsnummer: 02SE412

Mit Teilnahmebescheinigung

  • Grundlagen und Definitionen der Faserverbundberechnung
  • Werkstoffkennwertermittlung, Werkstoffmodelle und Versagens-
    bedingungen der Einzelschicht
  • Berechnung von Laminataufbauten
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Kommende Termine:

16. – 17. Dezember 2021
Stuttgart

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01. – 02. März 2022
Nürnberg

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08. – 09. Dezember 2022
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Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen ist eine der Schlüsseltechnologien der Zukunft. Die analytische und numerische Auslegung der Bauteile legt hierfür die Grundlage. Neben der Ermittlung der Werkstoffeigenschaften in der Einzellage, müssen auch die Schadensmechanismen des Lagenaufbaus bestimmt werden. Lasteinleitungen und Verbindungselemente stellen hierbei einen ebenso wichtigen Teil der Bauteildimensionierung dar.

Nach dem Besuch unseres Seminar "Festigkeitsberechnung bei Verbundwerkstoffen" kennen Sie die wichtigsten Methoden zur Dimensionierung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffe und wissen, welche Software Sie wie unterstützen kann. Die Lösungswege in diesem Seminar werden dabei softwareneutral vorgestellt.

  • Sie können die nötigen Versuche für die Charakterisierung von Verbundwerkstoffen abschätzen und von Coupon- bis zur Gesamtsystemebene den „building block approach“ anwenden.
  • Sie können die wichtigsten rechnerischen Methoden zur Dimensionierung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen erfolgreich anwenden.
  • Sie wissen, wie Sie die Festigkeit und Stabilität von Bauteilen aus monolithischen Verbundwerkstoffen aber auch Sandwichkonstruktionen bewerten können.

Top-Themen

  • Grundlagen und Definitionen der Faserverbundberechnung
  • Werkstoffkennwertermittlung, Werkstoffmodelle und Versagens-
    bedingungen der Einzelschicht
  • Berechnung von Laminataufbauten
  • Bauteilauslegung und Berechnung sowie Dimensionierung von
    Sandwichbauteile
  • Verbindungstechnik und Lasteinleitungen
  • Abschätzung der Betriebsfestigkeit

Faserverbundbauteile richtig auslegen

Gerade der Leichtbau mit neuen Hochleitungsfaserverbundwerkstoffen bietet Möglichkeiten den vieldiskutierten CO2-Verbrauch zu senken. In unserem Seminar "Festigkeitsberechnungen von Verbundwerkstoffen" lernen Sie, Ihre Bauteile mittels analytischer und numerischer Methoden strukturmechanisch richtig auszulegen. Das Seminar ist wie folgt aufgebaut:

1.Tag 10:00 bis ca. 18:00 Uhr

2.Tag 08:30 bis ca. 16:30 Uhr

Grundlagen und Definitionen der Faserverbundberechnung

  • Faserverbundwerkstoffe im Vergleich zu Metallen
  • Definition der Faserverbundwerkstoffe basierend auf der
    VDI 2014 Blatt 3
  • Unterschiede zwischen Kurzfaser-, Langfaser- und
    Endlosfaserwerkstoffen
  • Kurzer Überblick über Matrixwerkstoffe
  • Verifikation, Validierung und Schadensvorhersage
  • Abkürzungen, Begriffe, Symbole und Indizierung

 Werkstoffkennwertermittlung

  • Ermittlung für isotrope Werkstoffe
  • Ermittlung für orthotrope Werkstoffe
  • Zugkennwertermittlung
  • Druckkennwertermittlung
  • Schubkennwertermittlung
  • Der „building-block-approach“: Von Coupon zum Gesamtsystem
  • Zuverlässigkeitsbetrachtung und Streuung
Praxis-Übung als Ausgangspunkt für die statische
Berechnung von Faserverbundwerkstoffen
  • Ermittlung der Werkstoffkennwerte
  • Zuverlässigkeitsbetrachtung und Streuung

Werkstoffmodelle und Versagensbedingungen der Einzelschicht

  • Analytische Beschreibung des Spannungs-Dehnungs-Verlaufs
  • Klassische Werkstoffmodelle
  • Moderne Werkstoffmodelle
  • Versagensbedingungen von Faserverbundwerkstoffen
  • Klassische Versagensbedingungen
  • Moderne Versagensbedingungen

Berechnung von Laminataufbauten

  • Klassische Laminattheorie
  • Drehung der Einzellage
  • Berechnung der Steifigkeitsmatrix des Lagenaufbaus
  • Schichtweise Bruchanalyse
  • Interlaminare Spannungen
Praxis-Übung: Klassische Laminattheorie
  • Berechnung der gedrehten Steifigkeit der Einzellage
  • Ermittlung der Steifigkeit und Festigkeit des Laminataufbaus

Bauteilauslegung und Berechnung

  • Besonderheiten von Faserverbundbauteilen
  • Schadensverhalten durch Einschläge
  • Dreidimensionale Spannungszustände
  • Stabilität
  • Knicken von Stäben
  • Beulen von ebenen Platten und Zylinderschalen

 Dimensionierung von Sandwichbauteile

  • Kernwerkstoffe im Überblick
  • Steifigkeitsberechnung
  • Versagensbedingungen von Sandwichbauteilen
  • Festigkeit
  • Stabilität
  • Dimensionierung von Sandwichbauteilen

Verbindungstechnik und Lasteinleitungen

  • Definition von Verbindung und Lasteinleitung
  • Verbindungstechnik
  • Kraftschlüssige Verbindungen
  • Formschlüssige Verbindungen
  • Lasteinleitungen für monolithische und Sandwichbauteile
 Praxis-Übung: Auslegung eines Sandwichbauteils mit Faserverbunddecklagen inklusive Lasteinleitungen
  • Auslegung des Bauteils auf Festigkeit und Stabilität
  • Dimensionierung der Lasteinleitungen

Abschätzung der Betriebsfestigkeit

  • Schädigungsvorgänge
  • Darstellung der Schwingfestigkeitsergebnisse
  • Bauteilbelastungsgeschichte
  • Methoden der Schwingfestigkeitsanalyse
  • Auslegungshinweise

Seminarmethoden

Die in den Theorieteilen behandelten Themen werden durch praktische Übungen in Kleingruppen angewendet und vertieft. Die Teilnehmer erhalten zudem die Richtlinie VDI 2014 Blatt 3 "Entwicklung von Bauteilen aus Faserverbund - Berechnungen".

Zielgruppe

Die Weiterbildung "Strukturmechanische Berechnung von Faserverbundbauteilen" wendet sich branchenübergreifend an Fach- und Führungskräfte aus den Bereichen:

  • Berechnung
  • Konstruktion und Entwicklung
  • Versuch und Erprobung

Angesprochen sind insbesondere auch Berechnungsingenieure von metallischen Strukturen die jetzt Faserverbundbauteile berechnen und beherrschen möchten - von der Ermittlung der Werkstoffkennwerte bis zum Nachweis des Bauteils.

Ihr Seminarleiter für die Berechnung von Verbundwerkstoffen: Dr.-Ing. Jens Bold, München

Hr. Bold war u. a. bei Eurocopter in der Entwicklung von Hubschrauberzellen und Türen für Großraumflugzeuge als Statiker und Projektleiter tätig. Bei Airbus fungierte er danach als Statiker und Projektleiter für Faserverbundbauteile sowie als Leiter der Statik für die Seitenleitwerke. Nach weiteren Stationen im Automobilbereich und beim DLR ist er zurzeit als Structural Analysis Engineer bei Boeing Reserach & Technology – Europe mit der Weiterentwicklung von Berechnungsmethoden für Faserverbund- und additive gefertigte Bauteile tätig. Sein umfangreiches Wissen über Faserverbund im Bereich Auslegung, Konstruktion und Statik gibt er auch bei internen Schulungen an seine Kollegen weiter.

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Veranstaltungsnummer: 02SE412

Festigkeitsberechnung bei Verbundwerkstoffen

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