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Finite-Elemente-Analyse von Verbundmaterialien : Integration von anisotropem Materialverhalten und Versagenskriterien in Z88 M11/16

Title data

Glamsch, Johannes:
Finite-Elemente-Analyse von Verbundmaterialien : Integration von anisotropem Materialverhalten und Versagenskriterien in Z88 M11/16.
Bayreuth , 2016
(Master's, 2016 , Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Konstruktionslehre/CAD)

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Ein häufig verfolgtes Ziel bei der Entwicklung eines Produkts ist der Leichtbau beziehungsweise die Gewichtsoptimierung. Diese lässt sich oft durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen erreichen, welche oftmals auch als High-Tech-Werkstoffe bezeichnet werden. Die Einsatzgebiete dieser Materialien sind beispielsweise die Luft- und Raumfahrt sowie der Fahrzeug-, Boots- und Maschinenbau. Neben der bereits genannten Gewichtsoptimierung liegen die Gründe für eine Verwendung oft in der mechanischen oder chemischen Überlegenheit gegenüuber herkömmlichen Werkstoffen. Durch den Leichtbau ist es beispielsweise bei Fahrzeugen möglich, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren und die Fahrdynamik zu verbessern. Für den Bootsbau sind insbesondere die Korrosionsbeständigkeit sowie die Möglichkeit einer freieren Formgebung von Bedeutung. Im klassischen Maschinenbau kann beipielsweise die Masse beschleunigter Bauteile verringert werden oder die Eigenfrequenzen durch eine grössere Steigkeit erhöht werden. Allgemein ist jedoch das Auslegen von Bauteilen aus Verbundmaterialien schwieriger als mit herkömmlichen Werkstoffen, was zu einem schnellerem Versagen führen kann. Ziel dieser Arbeit soll es daher sein, das grundlegende Verhalten von Verbundwerkstoffen, insbesondere im Hinblick auf die Finite-Elemente-Analyse, zu beschreiben. Des Weiteren soll das anisotrope Verhalten dieser Materialien in den Open Source Finite-Elemente Solver Z88R1 des Lehrstuhls für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth integriert werden. Ein weiteres Augenmerk soll auf die Versagenskriterien von anisotropen Werkstoffen gelegt werden, welche ausserdem in den Solver integriert werden. Abschliessend findet eine Validierung der entwickelten Programmroutinen gegenüber einem kommerziell erhältlichen Programm anhand verschiedener Bauteile statt.

Further data

Item Type: Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Master's)
Keywords: Anisotropie; FEA
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD > Chair Engineering Design and CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 23 Mar 2017 08:04
Last Modified: 21 Sep 2017 08:14
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/36619