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Modellierung und Simulation von neuartigen textilbasierten adaptiven Faserkunststoffverbundstrukturen mit Formgedächtnislegierungen

具有形状记忆合金的新型基于织物的自适应纤维塑料复合结构的建模和仿真

基本信息

批准号：
191637975
负责人：
Professor Dr.-Ing. Chokri Cherif
金额：
--
依托单位：
Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2016-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/191637975?language=en
关键词：
Modellierung und Simulation von neuartigen

项目摘要

Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von adaptiven Faserkunststoffverbunden (FKV) für eingliedrige und damit gelenkfreie aktorisch wirkende Bauteile und die Modellierung und Simulation des thermomechanischen Verhaltens auf Basis der Finite-Elemente-Methode. Den Ausgangspunkt der adaptiven FKV bilden Hybridgarne (HG) aus drahtförmigen Formgedächtnislegierungen (FGL) und einem Mantel aus Verstärkungsfasern, die schädigungsfrei in textile Verstärkungshalbzeuge integriert werden. Der aus Verstärkungsfasern bestehende Garnmantel soll die FGL für eine bestmögliche Ausnutzung des Verformungspotenzials vor dem Kontakt mit der Matrix schützen. Die definierte Verformung der zu entwickelnden FKV erfolgt durch Ausnutzung des Formgedächtniseffekts (FGE) der FGL. Die HG werden außerhalb der Mittelebene angeordnet, so dass der FKV durch den FGE definierte bzw. multistabile Verformungszustände einnimmt. Der hohe experimentelle Aufwand wird durch die Modellierung und Simulation des komplexen Verbundverhaltens der adaptiven FKV deutlich reduziert. Dazu wird ein Homogenisierungsverfahren entwickelt und genutzt, mit dem sich die Effizienz der Simulation im Vergleich zu einer heterogenen Modellierung des Verbundes deutlich steigern lässt. Die Simulationsergebnisse bilden die Gestaltungsgrundlage für anwendungsgerechte adaptive FKV. In der ersten Förderperiode werden nur duroplastische Matrixsysteme betrachtet. In der zweiten Förderperiode wird das Versuchsprogramm auf thermoplastische Matrices und zur Deformationsregelung integrierte, komplexe Sensor- und Aktorsysteme erweitert.

本文介绍了一种基于有限元法的自适应FKV结构设计方法，该方法适用于结构简单、重量轻的自由振动部件，并对热机械进行了建模和仿真。Den Ausgangspunkt der adaptiven FKV bilden Hybridgarne（HG）aus drahtförmigen Formgedächtnislegierungen（FGL）und einem Mantel aus Verstärkungsfasern，die schädigungsfrei in textile Verstärkungshalbzeuge integriert韦尔登. Der aus Verstärkungsfasern bestehende Garnmantel soll die FGL für eine bestmögliche Ausnutzung des Verformungspotenzials vor dem Kontakt mit der Matrix schützen. FKV的定义通过FGL的FGE（Formgedächtnisefekts）来实现。HG韦尔登将在Mittelebene angeordnet上发布，因此FKV将通过FGE定义bzw。multisabile Verformungszustände einnimmt.该试验将通过对德国FKV自适应减速器的复杂故障的建模和仿真来进行。大足将是一个同质化的发展和genutzt，与dem sich dem Effizienz der Simulation im Vergleich zu einer heterogenen Modellierung des Verbundes steigern lässt。Die Simulationsergebnisse bilden die Gestaltungsgrundlage für anwendungsgerechte adaptive FKV.在第一个Förderperiode韦尔登努尔硬塑性基体系统。在第二个阶段，我们将编制热塑性基体和变形调节的通用程序，包括复杂的传感器和驱动系统。