Internetfähiges CAD-Tool für Leichtbauwerkstoffe entwickelt

Rechnerische Bewertung von Faserverbund-Fügeverbindungen

Freiburg/Halle (pte002/27.02.2000/12:15)

Im Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) http://www.iwm.fhg.de/Aktuell/ werden numerische Bewertungsverfahren für Faserverbunde entwickelt. Ein neues internetfähiges Konstruktions-Tool organisiert die Kommunikation mit dem externen Anwender. Faserverbundwerkstoffe sind moderne Leichtbauwerkstoffe mit einem hohen Innovationspotential. Durch die Verwendung sogenannter Endlosfasern, hochfester Fasern mit Längen in der Größenordnung der Bauteilabmessungen, können Materialien mit Leistungskennwerten geschaffen werden, die andere Werkstoffe nicht annähernd erreichen. Im Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg und Halle werden Faserverbundwerkstoffe und deren Einsatzmöglichkeiten mit experimentellen und rechnerischen Methoden weiterentwickelt.

Besondere Probleme bereitet die Verbindungstechnik für Faserverbundteile, auch im Hinblick auf die konstruktive Auslegung von Fügeverbindungen mit Faserverbunden. Aufgrund der Besonderheiten der Faserverbunde kann das aus der Metallbauweise bewährte Vorgehen nicht ohne weiteres auf Faserverbund-Fügeverbindungen übertragen werden. Die Gründe dafür liegen in der extremen Vielfalt von Varianten im Aufbau faserverstärkter Laminate wie Gewebe- und UD-Verstärkung, Faser- und Matrixtypen, Lagenanzahl und -dicke, Faserorientierungen. Damit sind unterschiedlichen Versagensprozesse verbunden, die sich erheblich auf die Festigkeiten auswirken.

Die zuverlässige Bewertung von Fügeverbindungen mit Faserverbundwerkstoffen erfordert in der Regel aufwendige FE-Berechnungen mit speziellen Versagensansätzen. Besonders für kleine und mittlere Unternehmen ist der damit verbundene wirtschaftliche Aufwand (qualifiziertes Personal, Softwarelizenz, leistungsfähige Rechnertechnik, Systembetreuung) aber nicht zu realisieren. Am Fraunhofer IWM in Halle wurde ein Schnittstellen-Tool geschaffen, das die Kommunikation zwischen dem externen Anwender und den am IWM entwickelten FE-basierten Bewertungsverfahren für Faserverbunde organisiert. Der Nutzer kommuniziert über eine interaktive grafische Benutzeroberfläche, in der die erforderlichen Eingaben abgefragt sowie die Ergebnisse dargestellt werden. Der Informationsaustausch erfolgt in einer für den praktischen Konstrukteur verständlichen Sprache, die speziellen Probleme der FE-Modellierung bleiben für den Anwender unsichtbar.

Die Berechnung wird am IWM vollautomatisch gestartet, die Ergebnisse werden ohne Verzug über das Internet zugänglich gemacht. Das Konzept bietet eine Reihe weiterer Vorteile: Da die Bewertungssoftware am IWM installiert ist, sind Weiterentwicklungen sofort für alle Nutzer verfügbar. Der Anwender kann durch die Vergabe individueller Lizenzschlüssel Zugang auf spezielle persönliche Module erhalten. Sämtliche Probleme, die in der Regel bei der Ausführung rechenintensiver Jobs auftreten, werden von Seiten des IWM behandelt. Informationen: Dr.-Ing. Ralf Schäuble, IWM, E-Mail sbl@iwmh.fhg.de (idw) (Ende)