Sukzessives Bruchgeschehen in Faserverbundlaminaten

Der Einsatz der Finite-Elemente-Methode (FEM) in der Produktentwicklung gewinnt gerade aufgrund immer kürzer werdender Entwicklungszeiträume zunehmend an Bedeutung. So wird schon in frühen Konstruktionsphasen vermehrt eine möglichst genaue Vorhersage des mechanischen Bauteilverhaltens im Einsatzfall gefordert. Hierzu ist eine kunststoffgerechte Modellierung des mechanischen Werkstoffverhaltens in der FEM unabdingbar. In dieser Arbeit werden daher verschiedene Materialmodelle vorgestellt, die entsprechend der vorliegenden Beanspruchung das Werkstoffverhalten kunststoffgerecht abbilden können. Insbesondere das multilinear-elastische Modell und das Konzept zur Modellierung der beanspruchungsabhängigen Viskoelastizität (KMBV) bedeuten eine Verbesserung in Bezug auf eine kunststoffgerechte Modellierung des mechanischen Werkstoffverhaltens in der FEM. Die Beschreibungsgüte von FEM-Simulationen wird aber auch durch die das jeweilige Materialmodell charakterisierenden Materialparameter beeinflusst. Gerade in frühen Phasen der Produktentwicklung sind die Verfügbarkeit von Materialdaten und der Zeitfaktor ganz entscheidend. Deshalb wird in dieser Arbeit das Konzept zur erweiterten Werkstoffbeschreibung thermoplastischer Kunststoffe (KEW-2P) entwickelt, das eine Charakterisierung des mechanischen Werkstoffverhaltens allein auf der Basis der in CAMPUS enthaltenen Werkstoffdaten ermöglicht. Es handelt sich um einen Approximationsansatz nach Schöche mit nur zwei Parametern. Zur weiteren Reduktion des Kalibrierungsaufwandes wird das Programm MATDATA erarbeitet, das eine komfortable und schnelle Bereitstellung der von den Materialmodellen geforderten Materialparameter ermöglicht. Gerade die aufwändigeren Materialmodelle, zu denen die viskoelastischen Modelle zählen, können mittels MATDATA in kurzer Zeit präzise kalibriert werden.