Finite elemente Simulationen der Lochplatte aus Faserverbund-Laminat

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation von Laminaten aus faserverstärkten Kunststoffen. Der Entwurf von Strukturen aus faserverstärkten Kunststoffen wird heutzutage sehr stark durch die Finite Elemente Methode unterstützt. Um dieses numerische Mittel zur Vorhersage des Verhaltens der beschädigten Composite-Strukturen verwenden zu können, muss ein Konstitutivgesetz entwickelt werden, das die Behandlung des nichtlinearen Schichtverhaltens gestattet. Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden zwei verschiedenen Materialmodelle miteinander verglichen. Eines der Modelle wurde von Thomas Flatscher am Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik, Technische Universität Wien entwickelt. Das andere Materialgesetz wird vom FE-Programm Abaqus/Explicit 6.13. (Dassault Systèmes Simuia Corp., Providence, RI, USA) kommerziell angeboten. Der Vergleich der zwei Konstitutivgesetze erfolgt anhand der Finite Element Analyse einer Lochplatte aus einem faserverstärkten Kunststoff unter Zugbelastung. Zur Simulation kommt das Programmes Abaqus/Explizit zum Einsatz, in dem die beiden Materialmodelle implementiert wurden. Zur Validierung der Analysen stehen Messergebnisse zur Verfügung. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist der Vergleich der Ergebnisse der zwei Materialmodelle und die Bestimmung der Quelle der Abweichungen zwischen den Materialgesetzen.

The two constitutive material models are compared with the help of finite element simulations of an open hole specimen subjected to uniaxial tension. The results of the model by Thomas Flatscher will be taken from the literatures. The same simulations will be carried out by the Abaqus/Explicit solver using the “built-in” VUMAT. The important aspects of an explicit analysis are summarized in chapter 6. The results of the simulations are compared to experimentally obtained results, which are also in the literatures available. The aim of the present work is to identify the source of the deviations between the two constitutive material models. The results of the simulations are compared to experimentally obtained results, which are also in the literatures available. The aim of the present work is to identify the source of the deviations between the two constitutive material models.