WISA - Hochfeste Kunststoffstrukturen
Das vorliegende Projekt befasst sich mit der Entwicklung von „Advanced Tailored SMC“mit dem Ziel des gewichtsminimalen Einsatzes in mechanisch hochbeanspruchten Sicherheitsbauteilen. Zur Bearbeitung ist somit eine enge Verknüpfung der Kompetenzen von Material-, Verfahrens- und Fertigungstechnologie (ICT), Analysetechnik auf Basis zerstörungsfreier Prüfverfahren (EZRT, ITWM) sowie der numerischen/experimentellen Betriebslasten- und Crashsimulation (LBF, EMI) erforderlich. Die virtuelle Produktentwicklung und –erprobung dient dabei als ein wesentlicher Ansatz, um kostengünstige Wege in der Produktentwicklung darzustellen, wie sie besonders im Automobilbereich seit langem gefordert werden.
Das Projekt verfolgt hierbei folgende Teilziele:
- Anwendungsorientierte d.h. betriebssichere „Werkstoff“-entwicklung aus Sicht der Fertigung unter Berücksichtigung der Interaktion von geometrischen Details, belastungsspezifischen Merkmalen (konstante und zeitlich veränderliche Amplituden, schnelle Belastungen, zyklisches Kriechen durch Mittelspannungen), Umgebung (Temperatur, Alterung, Medienkontakt), Werkstoffzustand (Fasergehalt, -orientierung) und Crashverhalten
- Entwicklung geeigneter Analysetechniken auf Basis zerstörungsfreier Prüfverfahren zur Identifizierung des gefertigten Werkstoffzustand (Fasergehalt, -orientierung, ... bringt: Eingangsgrößen für die numerisch Auslegung)
- Entwicklung einer Schnittstelle für die Kopplung von Herstellungs-, Lebensdauer und Crashsimulation
- Reduzierung des Erprobungsaufwandes durch Kenntnis des realisierten Werkstoffzustandes und von anwendungsrelevanten Werkstoffkennwerten für vorstehend genannte Interaktionen
- Einstellung/Optimierung von Stoff- und Fertigungsparametern für die Weiterentwicklung von hochfesten und kriechbeständigen faserverstärkten Kunststoffen
- Werkstoffcharakterisierungen zur Bestimmung von Simulationsparametern
- Gezielte Variation und Prüfung von Herstellungseinflüssen zur Ableitung von Hypothesen und Simulationsansätzen, z.B. Bindenähte und Faser- und Faserlängenverteilungen
- Entwicklung sicherer übertragbarer Hypothesen und Methoden für die numerische Betriebslasten- und Crashsimulation und Bewertung der Zuverlässigkeit für hochbeanspruchte Bauteile aus verstärkten Kunststoffen unter Berücksichtigung der Kombination der komplexen Lastfälle
- Verifikationsversuche an SMC-Felgen mit einem optimierten Werkstoffzustand
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