Wabenförmige Sandwich-Strukturen in Leichtbauweise werden in der Automobilindustrie vermehrt eingesetzt. Im Beitrag wird ein von Rieter entwickeltes, auf einer asymptotischen Multiskalen-Methode basierendes mathematisches Modell als Vorhersage-Tool vorgestellt. Die Methode besteht aus einem Homogenisierungsprozess mit folgenden Schritten: Identifizierung der das physikalische Problem beschreibenden Skalen, Untersuchung der Beeinflussung der Skalen untereinander sowie Entwicklung einer Technik, diese Beeinflussung zu modellieren. Nach der Entwicklung dieses Prozesses ist es schließlich möglich, die Dynamik der höchsten Skala ohne Berücksichtigung der anderen zu analysieren. Es ist gelungen, die Gültigkeit der zweiskaligen asymptotischen Störung zu vergrößern und somit die dynamischen Bestimmungsgleichungen des äquivalenten homogenen Mediums, das die wabenförmige Zellstruktur beschreibt, zu bestimmen. Das Resultat dieses Prozesses ist, für eine beliebige wabenförmige Kerngeometrie, die Bestimmung der neun Terme der Compliance Matrix des äquivalenten homogenen orthotropen Werkstoffs. Zur Bestätigung der Ergebnisse der vorgeschlagenen Methode wurde für die gebräuchlichsten wabenförmigen Kernanordnungen ein detailliertes FE-Modell mit dem aufgezeigten Homogenisierungsansatz verglichen. Der Validierungsprozess bestand dabei aus dem Vergleich zwischen dem dynamischen Verhalten zweier unterschiedlicher FE-Modelle einer Sandwich- Struktur mit Wabenkern. Neben einer hohen Genauigkeit zeigte diese Simulation auch eine unmittelbare Anwendung in der Konstruktionsphase von Wabenkern-Sandwich-Bauteilen für das Automobil wie etwa dem Kofferraumboden. Ohne Probleme beherrscht sie dabei Teile mit variabler Dicke des Kerns und gekrümmte Oberflächen bei gleichzeitig geringerem Aufwand des FE-Netzes. Darüber hinaus ist es möglich, den Aufbau des Wabenkerns zu optimieren ohne das Netz neu zu entwerfen.


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    Title :

    FEM-Simulation von Sandwich-Elementen mit Wabenkern für die Karosserie


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2008


    Size :

    5 Seiten, 6 Bilder, 2 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German






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