ReBauVES - Ressourcenoptimierte Bauteilentwicklung

Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Ressourcenoptimierte Bauteilentwicklung durch systematische Verzahnung von Experiment und multiskaligen Simulationsansätzen

Projektbeschreibung

Im Entwicklungsprozess extrusions- blasgeformter Bauteile ist der Einsatz der FEM-Strukturanalyse heute Stand der Technik. Produkteigenschaften wie die Stapelfähigkeit können mit guter Genauigkeit vorhergesagt werden. Jedoch ist es sehr aufwendig, die für eine aussagefähige Simulation notwendigen Materialkennwerte zu ermitteln. Aufgrund der Verstreckung des Materials im Blasformprozess in Verbindung mit hohen Abkühlgeschwindigkeiten werden die Eigenschaften thermoplastischer Werkstoffe durch den Verarbeitungsprozess signifikant beeinflusst. Es ist daher nicht möglich, auf Standardkennwerte aus Datenblättern und Datenbanken zurückzugreifen. Stattdessen müssen für jeden Werkstoff alle Parameter an aus dem blasgeformten Bauteil entnommenen Probekörpern experimentell bestimmt werden. Eine Übertragung auf andere Materialien oder andere Prozessbedingungen ist in der Regel nicht möglich, auch weil in vielen Fällen das Grundverständnis der Zusammenhänge auf molekularer Ebene fehlt.

Einen Ansatz bietet hier die Kopplung der bestehenden makroskopischen Modelle mit Simulationsmethoden auf der Mikroskala. Einflüsse des Verarbeitungsprozesses auf Polymere und die resultierenden Änderungen von Materialeigenschaften werden nach eingehendem Studium der molekularen Details verständlich. Durch Computersimulationen kann mikroskopisches Basiswissen in makro-skopische Informationen überführt werden.

Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Multiscale Modeling - Vom Partikel zum Kontinuum

Letztlich soll aufbauend auf den Simulationsmodellen auf Mikroskala sowie umfangreichen experimentellen Untersuchungen ein vollständiges prozessabhängiges Materialmodell entwickelt werden, das zumindest in Teilbereichen auch eine Übertragung auf andere Werkstoffe zulässt.

Projektleitung an der H-BRS

Prof. Dr. Dirk Reith

Grundgebiete der Ingenieurwissenschaften
insbesondere Mathematik, Physik und Simulationsanwendungen (Forschungsprofessur)
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
dirk.reith [at] h-brs.de

Sankt Augustin

Raum: 
B 223

Kooperierende Professorinnen und Professoren

Geldgeber

Kooperationspartner