Die Basis einer möglichst realitätsnahen Simulationsrechnung ist eine ausreichend exakte Datenlage des Werkstoffverhaltens und wir schaffen die Grundlage um das Materialverhalten in den Simulationsrechnung möglichst exakt abzubilden. Daher werden die im eigenen Versuchslabor durchgeführten Experimente in numerischen Simulationen nachgebildet und das theoretische Materialmodell an die Versuchsdaten angegelichen. Damit ist sichergestellt, dass das Material auch in komplexeren Blastungs- und Deformationszuständen einen hohen Realitätsgrad wiedergibt.
Die Materialvalidierung stellt somit den Abgleich zwischen Experiment und der Simulation des Experiments dar. Je nach Material ist es erforderlich bestimmte charakteristische Versuche reproduzierbar durchzuführen.
Die Optimierung erfolgt für
- hyperelastische Komponenten
- viskoelastische Komponenten
- thermische Komponenten
im jeweiligen Materialgesetz. Für Elastomere besteht überdies die Möglichkeit, Effekte wie
- Spannungserweichung (Mullin's Effekt)
im Material zu berücksichtigen. Hierbei bedient sich unser Unternehmen mehrerer Strategien, beispielsweise Optimierung durch:
- Anwendung analytischer Methoden
- Anwendung numerischer Methoden auf Basis analytischer Funktionen (nichtlineare Optimieurung)
- Anwendung numerischer Methoden auf Basis von Simulationen
Der Mangel an Materialdaten hat unser Unternehmen dazu bewogen, diese Versuche eigenständig durchzuführen. Damit sind wir in der Lage, Materialmodelle mit hoher Abbildungsgüte in den Simulationen anzuwenden.
Wahl des Materialmodells
Ein entscheidender Faktor im Bezug auf die Simulation von komplexeren Werkstoffen ist die Wahl des Materialmodells. Auch wenn entsprechende Materialdaten vorliegen, liegt es doch am Modell, ob diese entsprechend abgebildet werden können.
Die folgenden Abbildungen zeigen diesen Unterschied. Während die Simulationsdaten (rot) mit einem Materialmodell gut an die experimentellen Daten angepasst werden konnten, ist dies mit der falschen Wahl des Modells nicht möglich.
