Materialmodellierung

Materialmodelle / Subroutinen

Eine zuverlässige Strukturanalyse erfordert präzise Werkzeuge. Nicht nur die Softwareumgebung, sondern vor allem die integrierten Materialmodelle haben einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Ergebnisse einer Simulation. Mit den Standardmodellen können insbesondere inhomogene Materialien nur unzureichend beschrieben werden. Dazu gehören Metalle mit spezifischer Umformrichtung, geschäumte Kunststoffe, 3D-gedruckte Teile und natürlich auch Verbundwerkstoffe.

Wir verwenden zahlreiche spezifische Materialmodelle, die über die Möglichkeiten der Standardbeschreibungen hinausgehen. Alle notwendigen Parameter werden in Abhängigkeit von der Dehnrate und der Temperatur formuliert. Eine Anpassung an Ihre spezifischen Problemstellungen ist jederzeit möglich.

  • Orthotrope elastisch-plastische Materialmodelle für Metalle, geschäumte Kunststoffe, homogenisierte Hybridmaterialien, 3D-Druckteile mit innerer Heterogenität sowie thermoplastische und duroplastische Faserverbundwerkstoffe
  • Berücksichtigung von Temperatur- und Dehnratenabhängigkeit
  • Asymmetrische Festigkeiten mit angepassten Versagenskonzepten
  • Versagensmodusbezogene Degradation für Verbundwerkstoffe
  • Implementierung über Subroutinen für Simulia / Abaqus Standard und Explicit

      BRUCHKÖRPER

      WÖHLERFLÄCHENSYSTEM

      ANISOTROPES WERKSTOFFVERHALTEN

      ANGEPASSTES VERSAGENSKRITERIUM FÜR COMPOSITES

      Virtuelles Testen

      Ein tiefes Verständnis des Materials und seines Verhaltens bildet die Grundlage für Optimierungspotenziale. Wo eine experimentelle Prüfung nur ein Gesamtergebnis für komplexe Mechanismen zeigt, können unsere virtuellen Tests oft einen viel tieferen Einblick geben. 

      Wir visualisieren den chronologischen Ablauf von schadensrelevanten Ereignissen von der Mikro- bis zur Makroebene. Diese Ergebnisse bilden einerseits die Grundlage für die Entwicklung spezifischer Materialmodelle und angepasster Versagenskriterien und ermöglichen andererseits ein tieferes Verständnis von Inhomogenitätseffekten wie Löchern oder Faserwelligkeit.

      • Virtuelle Multiskalentests für ein tieferes Verständnis von Materialien
      • Bewertung des Einflusses von Imperfektionen (z. B. Löcher oder Faserwelligkeit)

      PRÜFKÖRPER MAKROEBENE

      MATERIALVERHALTEN AUF MESOEBENE

      MATERIALVERHALTEN AUF MICROEBENE

      VIDEO IOSIPESCU VERSUCH

      Materialkarten

      Unsere virtuellen Tests liefern Aufschluss zum allgemeinen Materialverhalten. Die Materialmodelle erlauben eine mathematische Beschreibung dieses Verhaltens. Für die Struktursimulation von Bauteilen müssen diese Materialmodelle nun mit spezifischen Parametern gefüttert werden. Die Grundlage dafür bilden Daten aus Versuchen. 

      Im Gegensatz zum klassischen Verfahren müssen in diesem Fall nur wenige „Stützpunkte“ durch Probenversuche untersucht werden. Diese reichen aus, um die erstellten Materialmodelle zu kalibrieren. Spätestens an dieser Stelle zahlt sich die scheinbar komplexe Kette aus virtuellen Tests und Materialmodellierung aus.

      • Kalibrierung von Materialkarten anhand einzelner “Stützstellentests”
      • Auf Wunsch Übertragung der Materialmodelle und Materialkarten in die FE-Umgebung des Kunden