FEM zur Berechnung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen

Erscheinungsjahr 2011
ISBN: 978-3-446-42124-0
Verlag: Carl Hanser

Buch, Deutsch, 316 Seiten, Format (B × H): 172 mm x 246 mm, Gewicht: 757 g

Die Finite Elemente Methode ist heute ein Standardwerkzeug in der Produktentwicklung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen. Ein Grundverständnis der rechnerischen Auslegung solcher Bauteile ist somit nicht nur beim Anwender von Simulationssoftware, sondern auch bei all denen, die sich mit den Ergebnissen von FEM-Simulationen auseinandersetzen müssen gefordert. In viele Entscheidungsprozesse in der Produktentwicklung fließen Simulationsergebnisse ein, die es erforderlich machen, dass die Entscheidungsträger die gelieferten Ergebnisse richtig interpretieren und kritisch hinterfragen, um damit deren Zuverlässigkeit zu beurteilen. Zum einen muss also von den verantwortlichen Mitarbeitern ein Verständnis des spezifischen Werkstoffverhaltens dieser Materialien gefordert werden. Zum anderen kann dieses Werkstoffwissen nur erfolgreich in der FEM genutzt werden, wenn die grundlegenden Vorgehensweisen der Methode ausreichend verstanden sind.Diese für eine erfolgreiche Berechnung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen unerlässliche Brücke soll das vorliegende Buch schlagen. Es wendet sich dabei gleichermaßen an den operativ tätigen Berechnungsingenieur und den CAE-Manager als auch an Projektingenieure in der Produktentwicklung.

Zielgruppe

Berechnungsingenieure, Projektmanager, Leiter von Berechnungs- und Konstruktionsabteilungen, Konstrukteure, Studenten

Autoren/Hrsg.

Stommel, Markus

Stojek, Marcus

Korte, Wolfgang

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Maschinenbau Konstruktionslehre, Bauelemente, CAD
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Technologie der Kunststoffe und Polymere
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Konstruktionslehre und -technik
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Modellierung & Simulation

Leseproben

1 Einleitung und Zielsetzung Teil I (Einführung in die FEM)2 Grundlegende Vorgehensweise 2.1 Systemgleichungen und Gleichungslösung 2.2 Formfunktionen 2.3 Nichtlineare Problemstellungen 3 Erzeugung eines FE-Modells 3.1 Elementeigenschaften 3.1.1 Geometrie 3.1.2 Aufbau 3.2 Elementtypen 3.2.1 Strukturelemente 3.2.2 Kontinuumselemente 3.3 Gesamtmodell 3.3.1 Geometrie 3.3.2 Randbedingungen 3.3.3 Kontaktberechnungen 3.4 Umsetzung in den verschiedenen Softwarepaketen Teil II (Kunststoff- und elastomergerechte FE-Simulation)4 Materialverhalten und innere Eigenschaften 4.1 Grundbegriffe der Mechanik 4.2 Charakteristische Werkstoffeigenschaften von Polymeren 4.3 Beschreibung des Materialverhaltens 4.3.1 Thermoplaste 4.3.2 Elastomere und TPE 4.3.3 Duroplaste 4.4 Bestimmung der Materialparameter 4.4.1 Prüfmethoden 4.4.2 Materialparameter linear-elastischer Materialmodelle 4.4.3 Materialparameter hyperelastischer Materialmodelle 4.4.4 Materialparameter viskoser und viskoelastischer Materialmodelle 5 Dimensionierung von Kunststoffbauteilen 5.1 Bewertung mehraxialer Beanspruchungen 5.2 Dimensionierungskennwerte 5.2.1 Thermoplaste und Duroplaste 5.2.2 Elastomere 5.2.3 Faserverstärkte Kunststoffe 6 Methodische Vorgehensweise für ausgewählte Problemstellungen 6.1 Kurzzeitige Belastung 6.1.1 Einfluss der Materialdaten auf das Rechenergebnis 6.1.2 Modellierung langfaserverstärkter Kunststoffe 6.1.3 Modellierung kurzfaserverstärkter Kunststoffe 6.1.4 Modellierung von Elastomerbauteilen 6.2 Langzeitige Belastung 6.2.1 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit Kriechmodul 6.2.2 Berechnung der Kriechverformung eines Bauteils mit linear-viskoelastischem Materialmodell 6.3 Dynamische Belastung 6.3.1 Stoßartige Belastung 6.3.2 Dynamisch/zyklische Belastung 7 Interpretation von Simulationsergebnissen 8 Literatur

Über Autor(innen)

Prof. Dr.-Ing. Markus Stommel wurde 1999 an der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur promoviert, seit 2007 leitet er den Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe an der Universität des Saarlandes.Dr.-Ing. Marcus Stojek wurde 2000 an der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur promoviert, seit 2000 ist er Geschäftsführer der PART Engineering GmbH in Bergisch Gladbach und nebenberuflich tätig an Fach- und Hochschulen als Lehrbeauftragter.Dr.-Ing. Wolfgang Korte wurde 1996 an der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur promoviert, seit 1999 ist er Geschäftsführer der PART Engineering GmbH in Bergisch Gladbach und nebenberuflich tätig an Fach- und Hochschulen als Lehrbeauftragter.