S. Gubernatis, A. Miene, F. Dumont, C. Weimer

Der Trend zunehmender Automatisierung in der Herstellung von Leichtbauteilen aus Faserverbundwerkstoffen fördert die Verwendung der Liquid-Composite-Moulding-(LCM)-Technologien und entsprechender Preforms aus trockenen Faseraufbauten, wie z.B. Gelegen. Umformprozesse sind häufig Teil der Prozesskette in der Herstellung von Preforms. Die Simulation von Umformprozessen von trockenen Fasergelegen bietet das Potential, bereits in einem frühen Entwicklungsstadium eine Aussage über den gewählten Herstellungsprozess zu erhalten. Ergebnisse der Simulation können hierbei die Identifikation von fertigungsinduzierten Defekten, die Zuschnittgeometrien der Ausgangsprodukte, das Erscheinungsbild des Umformproduktes, insbesondere dessen Faserorientierungen, sowie geeignete Prozessparameter sein. Um verlässliche Ergebnisse zu generieren, muss die Simulation mit ihren verwendeten Modellierungsparametern validiert werden. Der hierzu notwendige Vergleich von Simulation und Experiment geschieht über die Betrachtung der Faserorientierungen auf der Oberfläche der umgeformten Preform. Eine Software ermöglicht die Analyse dieser nach der experimentellen Umformung im Gitternetz der Simulation. Die Abweichung der Faserorientierung zwischen Versuch und Simulation wird für jede Gitternetzzelle ausgegeben. Die beschriebene Bewertungsmethodik ermöglicht die Unterscheidung zwischen Messunsicherheit und Ungenauigkeit der Simulation und gibt die Aussagekraft des Vergleichs an. Hierzu werden sowohl die Messungenauigkeiten je Gitternetzzelle, der Anteil verlässlicher Versuchswerte sowie die Plausibilität der Abweichungen berücksichtigt. Der vorliegende Artikel beschreibt die Vergleichssoftware, die Methodik zur Bewertung des Vergleichs sowie erste Ergebnisse eines Vergleichs von Versuch und Simulation für eine generische Hubschrauberspantgeometrie. Die nächsten Schritte auf diesem Gebiet sind die Anpassung der Simulationsparameter sowie die Beurteilung der Robustheit der Simulation bei einem Übertrag auf andere Bauteilgeometrien. Eine validierte Drapiersimulation ermöglicht Kosteneinsparungen über verkürzte Entwicklungszyklen mit geringem Prototypenaufwand und eine bessere Abschätzung sowie Minimierung von Fertigungsrisiken. Darüber hinaus können durch eine genaue Vorhersage der Faserorientierungen im Bauteil Gewichtseinsparungen über eine lastgerechte Konstruktion realisiert werden.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2011

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 7 Seiten

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress Tagungsband - Manuskripte, 2011, 2011; S.1259-1265; 2011; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

NA

preforming, simulation

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2011