Page 53 - ITM Jahresbericht 2020

Kompetenzen – Professur für Textiltechnik

Makroskalen-Modell
eines gewebten Kno-
tenelementes ohne
Verrundung (links)
und mit lastgerech-
ten Verrundungsra-
dien (Mitte/rechts) /
Macro-scale model of
a woven node element
without rounding (left-
hand side) and with
load-adapted radius
(middle, right)

Eine beispielhafte Drapiersimulation
eines komplexen Automobilbau-
teils: Scherwinkelverteilung eines
umgeformten Köpergewebes (links)
und eines Gradientengewebes mit
Köper- und Atlasbindung (rechts) / An
example drape simulation of a complex
automotive component: shear angle
distribution of a formed twill weave (left)
and a tailored weave with twill and satin
weave (right)

Lage, neben Faltenbildung und Faserorientierung lativ analysiert. Mithilfe eines numerischen Drapier-
auch Effekte auf der Garnebene beim Umformen modells wird die Faltenbildung, die Faserorientie-
des Textils vorherzusagen. Es können Fadenver- rung sowie stark gescherte Zonen vorausgesagt. In
schiebungen, Fadenorientierung und auch Faden- diesen Teilbereichen werden Gewebebindungen
brüche abgebildet werden. Die in einer Umform- mit einem definierten Scherwiderstand platziert. Im
simulation ermittelte Fadenorientierung wird zur Ergebnis wird die Faserorientierung in der Preform
weiteren Strukturanalyse der Faserverbundwerk- kontrolliert, um bionisch inspirierte lastangepasste
stoffe bzw. hybrider Faserverbund-Metall-Struktu- Strukturen zu erreichen. Diese positiven Ergebnisse
ren durch ein neuartiges Mappingverfahren einem sind ein wichtiger Anhaltspunkt für die Serienferti-
makroskopischen Strukturmodell bereitgestellt. gung im Automobil-, Maschinen- und Flugzeugbau.

Im IGF-Projekt „Konstruktive-technologische Ent-
wicklung von lastgerechten, gewebten 3D-Textil- Technische Ausstattung
strukuren (Lastgerechte Knotenelementhalbzeuge)“
werden gewebte Knotenelemente hinsichtlich der Die Forschungsgruppe „Struktur- und Prozesssimulation“
lastgerechten Strukturausbildung verändert. Ver- des ITM verfügt über moderne Workstations sowie Model-
rundungsradien an Bereichen hoher Kerbspannun- lierungs- und Simulationssoftware (u. a. Abaqus, Ansys,
gen werden in die Knotengeometrie integriert. Über LS-Dyna, SolidWorks, Catia).
die Erstellung eines makroskopischen Modells der
gewebten Struktur werden verschiedene Lastfälle Ausgewählte Publikationen
des konsolidierten lastgerechten Knotenelements
untersucht und der Einfluss unterschiedlicher Ver- Pham, M. Q.; Wendt, E.; Häntzsche, E.; Gereke, T.; Cherif, Ch.: Numerical
rundungsradien auf die mechanischen Eigenschaf- modeling of the mechanical behavior of textile structures on the meso-sca-
ten ermittelt. In das Modell werden die Bereiche le for forming process simulations of composite 3D preforms. Engineering
Reports (2020), DOI: 10.1002/eng2.12348 (online)
unterschiedlicher Mehrlagengewebe (1-Lagig bis
4-Lagig) berücksichtigt und über zuvor validierte Zerbst, D.; Liebold, C.; Gereke, T.; Haufe, A.; Clauß, S.; Cherif, Ch.: Model-
Materialmodelle in das Makromodell integriert. ling inhomogeneity of veneer laminates with a finite element mapping met-
hod based on arbitrary grayscale images. Materials 13(2020)13, 2993, DOI:
Im IGF-Projekt „Entwicklung von Fertigungstechnolo- 10.3390/ma13132993 (online)
gien und Berechnungsmodellen für lastangepasste Pham, M. Q.; Weise, D.; Gereke, T.; Hoffmann, G,; Cherif, Ch.: FEM simulati-
drapierte Preformen aus maßgeschneiderten Gra- on of profiled grid structures for high performance concrete reinforcement.
dientengeweben (Tailored Weave)“ wird das Verfor- In: Proceedings. 14th World Congress in Computational Mechanics (WCCM)
mungsverhalten kombinierter Gewebebindungen ECCOMAS Congress 2020, Online, January 11–15, 2021, p. 2779
und integrierter Diagonalfäden praktisch und simu-

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