Einführung in die Drapier-Simulation mit LS-DYNA

Steigende Leichtbauanforderungen haben endlosfaserverstärkte Verbundwerkstoffe zu einem vermehrt eingesetzten Werkstoff in verschiedenen Industriezweigen gemacht. Aufgrund der für diese Werkstoffklasse typischen, sehr ausgeprägten Anisotropie dominieren die vorliegende Faserorientierung in der Struktur und damit der Herstellungsprozess die Bauteileigenschaften.

Bei den meisten gängigen Herstellverfahren wird die Faserorientierung maßgeblich in einem Drapierschritt definiert. Dieser zeichnet sich durch die Umformung eines trockenen oder mit weichem Matrixmaterial umgebenen Textils aus. Es ist von entscheidender Bedeutung diesen simulativ zu erfassen, um möglichst früh im Entwicklungsprozess Aussagen über Herstellbarkeit, Faltenbildung und die zu erwartenden Bauteileigenschaften treffen zu können. Je nach verwendetem Matrixmaterial muss hierbei auch die Temperaturverteilung im Werkstück betrachtet werden.

Das Seminar stellt die für die Drapiersimulation geeigneten Materialmodelle in LS-DYNA vor und beschreibt die ihnen zugrundeliegenden Modellierungstechniken. Darüber hinaus werden die notwendigen Eingabekarten und Einstellungen für die Prozesssimulation erläutert. Dabei werden auch die Möglichkeiten der thermisch gekoppelten Simulation mit LS-DYNA detailliert besprochen.

Um die Prozesskette zu schließen, gilt es die Ergebnisse der Drapierung auf nachfolgende Prozessschritte oder die Struktursimulation zu übertragen. In diesem Kontext wird hier kurz auf das Mappingtool ENVYO^® eingegangen.

Inhalte

• Einführung in Composite-Materialien
• Erläuterung des Anisotropiebegriffs und Richtungsdefinitionen
• Materialmodellierung
  • Modellierungsansätze zur Abbildung von UD, Gelegen und Geweben
  • Materialmodelle in LS-DYNA
• Prozesssimulation
  • wichtige Eingabekarten
  • Kontakteinstellungen
• Simulation thermisch gekoppelter Prozesse
  • Grundlagen des thermischen Lösers in LS-DYNA
  • Besonderheiten der gekoppelten Umformsimulation
• Geschlossene virtuelle Simulationsprozesskette mit ENVYO^®