Materialdaten für die FE-Simulation: Mit uns steigern sie die Qualität ihrer Berechnungen und sparen Zeit und Kosten bei der Bestimmung von Werkstoffkennwerten

Mit unseren Versuchs- und Auswertekonzepten in der Materialprüfung liefern wir Ihnen Materialkarten für alle gängigen FE-Solver, Materialmodelle und komplexe Belastungsarten:

  

  • ABAQUS, ANSYS, LS Dyna, Pam Crash, MSC, Radioss, NX, Algor
  • Hyperelastizität, Viskoelastizität, Elasto-Plastizität, Viskoplastizität, Anisotropie, Schädigung, kinematische Verfestigung etc.
  • Crash, Umformtechnik, Faserverbunde, Dichtungen, Druckguß etc.

 

Übersicht Materialmodelle FEMCard Pro (PDF)

 

Gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern erstellen wir natürlich auch Versuchs- und Auswertekonzepte für viele weitere individuelle Fragestellungen unserer Kunden, die nicht in der Übersicht aufgelistet sind. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage. Als Kunde liefern Sie uns lediglich die Probekörper. Um alles Weitere kümmern wir uns. Zum Schluss erhalten Sie die kompletten, für Ihre Solver aufbereiteten Materialkarten, einen detaillierten Prüfbericht mit Verifikationen sowie Diagramme und Filme für interne Präsentationszwecke.

 

Projektablauf FEMCard Pro

 

Bauteilnahes Materialprüfkonzept

Im Gegensatz zur eher aufwendigen und begrenzt verwertbaren seriellen Prüfung und Auswertung homogener Spannungszustände aus z.B. Zug-, Schub-, Druck-, Biaxial- und/oder weiteren Versuchsarten nutzen wir gezielt:

 

  • Probekörper mit inhomogenen Dehnungszuständen
  • Hochauflösende, mehrdimensionale optische Messtechnik
  • Globale Optimierungsstrategien

 

Hierdurch garantieren wir, dass unsere für die FEM ermittelten Materialkarten alle wichtigen Aspekte des Verhaltens von Bauteilen optimal abbilden können. Hierzu gehören sowohl die mehrachsigen Spannungsüberlagerungen als auch die physikalischen Nichtlinearitäten des Materialverhaltens bis zum Versagen. Auf den folgenden zwei Abbildungen ist ein rechteckiger Probekörper mit Loch im Zugversuch dargestellt. Diesem wird ein mehrachsiger Dehnungszustand aufgezwungen, der flächenhaft mit einem optischen Messverfahren für jeden Lastschritt in einer Auflösung von ca. 1000 bis 3000 Messpunkten erfasst wird (Bild rechts).

 

 

Im nächsten Schritt wird nun dieses Messraster auf das FE-Netz eines korrespondierenden FE-Modells interpoliert, so dass zu jedem Lastschritt die Verschiebungswerte der gemessenen Punkte mit den entsprechenden Werten der simulierten Punkte verglichen werden können (siehe folgende Bilder).

 

Mit Mausklick vergrößern

Jeder Messpunkt auf der Probekörperoberfläche entspricht einem Versuch, der am Material unterschiedliche Anteile an Zug, Schub und bis zu einem gewissen Grad auch Druck hervorruft. Man bildet also mit nur einem Zugversuch an einer gelochten Rechteckprobe je nach Messauflösung 1000-3000 Lastkombinationen ab (siehe folgendes Bild).

 

 

Mittels einer von Parsolve weiter entwickelten globalen Optimierungsroutine können nun die Materialkennwerte des verwendeten Werkstoffmodells in einem Optimierungsschritt so angepasst werden, dass die FE-Simulation für den gesamten Verformungsbereich minimal von den optischen Messungen abweicht. Unsere Kunden erhalten so für beliebige Werkstoffmodelle der gängigen FE-Programmsysteme die komplette Materialkarte. Während der Versuche auftretende Nebeneffekte wie z.B. Rutschen des Probekörpers in der Einspannung oder der Einfluss der Maschinensteifigkeit werden bei unseren Verfahren in geeigneter Weise heraus gefiltert.

 

Optimierung mittels Minimierung der Fehlerquadratsumme