1998 begann mit der erfolgreichen Teilnahme an der „World Wide Failure Exercise“ für uns die Forschung und Entwicklung an Versagenskriterien für Faserverbundwerkstoffe. Die dort entwickelten Berechnungsalgorithmen wurden seitdem kontinuierlich weiter entwickelt. Der ursprüngliche Ansatz für transversal-isotrope Werkstoffe wurde z.B. um einen den orthotropen Ansatz mit unabhängigen Festigkeiten in Dickenrichtung ergänzt, um das Verhalten von Prepregs in dickwandigen Strukturen realistischer abzubilden. Die versuchsbegleitende virtuelle Werkstoffcharakterisierung bildet ein nahezu ideales Werkzeug zur Identifikation von Versagensfunktionen beliebiger Werkstoffkombinationen. Aktuelle Entwicklungen fokussieren Gewebeverbunde unter dem Einfluss von Nesting und Schiefwinkligkeit.

• Mitarbeit am Versagensmoduskonzept von Cuntze seit 1998
• Progammierung der Berechnungsalgorithmen für die erfolgreiche Teilnahme an der World Wide Failure Excercise
• Erweiterung der transversal-isotropen Beschreibung um den orthotropen Ansatz mit unabhängigen Festigkeiten in Dickenrichtung
• Virtuelle Werkstoffcharakterisierung zur Identifikation der Bruchkurven von beliebigen Gewebeverbunden
• Einfluss des Nestings und der Schiefwinkligkeit

Faserverbundstrukturen wird eine erhöhte Lebensdauer ggü. seinem Leichtbaukonkurrenten Aluminium zugeschrieben. Neben tatsächlichen werkstofflichen Vorteilen liegt dies jedoch oft an der Überdimensionierung. Sind die Belastungskollektive bei der Bauteilentwicklung bekannt, können wir Sie bei der ermüdungsgerechten Dimensionierung Ihrer Komponenten unterstützen. Unser eigenes entwickeltes Modell zur rechnerischen Lebensdaueranalyse basiert auf dem Versagensmoduskonzept nach Cuntze. Mit der Werkstoffanstrengung als Schadensparameter werden die kritischen Lasten des Bauteils analysiert und die lokalen Spannungsverhältnisse bestimmt. Aus einem universellen Wöhlerflächensystem können dann aus statischen Festigkeiten synthetische Wöhlerkurben für jeden Punkt erzeugt werden, um eine rechnerische Anrisslebensdauer zu prognostizieren.

• Lebensdauermodell für Verbundwerkstoffe
• Basierend auf Cuntze‘s Bruchmodenkonzept und statischen Festigkeiten
• Universelles Wöhlerflächensystem mit statischen Festigkeiten
• Gemessene Wöhlerkurven verbessern Treffsicherheit
• lokale Spannungsverhältnisse (örtliches Konzept)
• Implementiert in Abaqus Benutzerroutine
• Einsatz bereits in der Vorentwicklung möglich, da statische Festigkeiten zunächst ausreichend

Für den Einsatz von textilverstärkten Thermoplastverbunden in Außenhautbauteilen stellt die Forderung nach einer den metallischen Bauteilen äquivalenten Oberflächenqualität eine zentrale Herausforderung dar. So zeichnen sich infolge Anisotropie und Heterogenität der textilverstärkten Thermoplastverbunde die Verstärkungslagen als feine Welligkeit an der Oberfläche ab. Die Oberflächenwelligkeit – in sog. Sichtcarbon-Anwendungen noch tragbar und teilweise auch erwünscht, um sich von Designfolien abzuheben – ist bei deckenden Farbgebungen ein signifikanter Qualitätsmangel. Die Realize Engineering verfügt über eine skalenübergreifende Simulationskette zur Berechnung der Oberflächenwelligkeit thermoplastischer Faserverbundstrukturen für Außenhautanwendungen und kann – analog zum etablierten Wave Scan-Messverfahren – vergleichbarer Oberflächenkennwerte bereitstellen, welche den langwelligen Eindruck (longwave) reproduzierbar wiedergeben. Somit lassen sich schon in der frühen Entwicklungsphase Ihre Bauteile hinsichtlich der subjektive Wahrnehmung der resultierenden Oberflächenwelligkeit objektiv bewerten und Maßnahmen zur Verbesserung ableiten.

• Basierend auf repräsentativen Volumenelementen
• Virtuelle Oberflächencharakterisierung beim Härtungs- und Abkühlprozess
• Ermittlung von Kenngrößen in Anlehnung an das verbreitete Wavescan-Verfahren
• Darstellung eines feinaufgelösten Welligkeitsspektrums zu Identifikation störender Wellenlängen
• Ursachenermittlung für Welligkeiten
• Maßnahmenkatalog zu deren gezielte Vermeidung
• Validierung an Bauteilen

Als One-Stop-Partner bieten wir in Zusammenarbeit mit namhaften Prüfinstituten auch eine Unterstützung bei der Gewinnung von belastbaren Kennwerten. Im Rahmen einer prüfbegleitenden Simulation erarbeiten wir spezielle Auswerteroutinen und –workflows basierend auf den Kennfunktionen der Materialmodelle für einen späteren Einsatz in der Simulation oder stellen kalibrierte Materialkarten für etablierte und eigene Materialmodelle für Sie zur Verfügung Bei neu zu entwickelnden Produkten unterstützen wir Sie gern von der ersten Idee bis zur Marktreife. Sinnvoll reduzierter Simulationsabfolgen helfen die Entwicklungskosten zu senken und termingerecht auf Marktänderungen reagieren zu können.

• Definition von geeigneten Tests und entsprechenden Messpunkten am Bauteil
• Weiterentwicklung von Prüfeinrichungen und –körpern
• Testbegleitende Simulation
• Reduktion von Prüfprogrammen zur Qualitätssicherung
• Erarbeitung von Auswerteroutinen und –workflows basierend auf den Kennfunktionen der Materialmodelle für einen späteren Einsatz in der Simulation
• Kalibrierte Materialkarten für etablierte und eigene Materialmodelle
• Entwicklung von sinnvoll reduzierten Simulationsabfolgen zur schnellen Produktentwicklung
• Benutzerdefinierte Materialmodelle mit
• Definition auszuwertender Kenngrößen und Korrelation mit den Zielgrößen gemeinsam mit dem Kunden
• Beratung bei Produktentwicklung