SFB/TRR 285-A03

Berechnung und Bewertung prozessinduzierter Werkstoffstrukturphänomene in FKV-Metall-Verbindungen

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) mit thermoplastischer Matrix ermöglichen die Fertigung von Leichtbaustrukturen innerhalb kürzester Taktzeiten. Durch Ausnutzung der spezifischen Werkstoffeigenschaften des FKV lassen sich Verbindungen artfremder Fügepartner mit neuartigen Montageschnittstellen realisieren. Die Fügeprozesse gehen mit lokalen Veränderungen der Werkstoffstruktur einher.

Im Rahmen der zweiten Förderperiode wird eine Modellierungsstrategie für das direkte Pineinpressen und Halbhohlstanznieten in FKV entwickelt. Neben der Prozesssimulation auf Mesoebene steht auch die Analyse des Tragfähigkeitverhaltens im Fokus der Arbeiten. Derzeit wird das Pinpressen sowohl experimentell und numerisch untersucht. Hierfür wird zunächst der in der ersten Förderperiode genutzte Multi-Filament (MF)-Ansatz mit erweiterten Lagrange-Euler(ALE)-Methoden angewendet. Im nächsten Schritt wird die textile Architektur auf Mesoebene modelliert. Für eine numerische Abbildung des gesamten Prozesses sind jedoch Gleit- und Separationsprozesse der Architektur zu berücksichtigen. Hierfür werden aktuell experimentelle Prüfumgebungen als auch numerische Ansätze zur Modellierung entwickelt. Darauf aufbauend werden datenbasierte Ansätze zur Materialmodellierung untersucht, um eine nachgelagerte Tragfähigkeitsanalyse durchführen zu können.