Im Bereich der Umformsimulation werden Methoden für die Vorhersage des Umformverhaltens von textilen, imprägnierten und vorimprägnierten Halbzeugen entwickelt. Dabei liegen die Schwerpunkte auf trockenen Gelegen und Geweben, unidirektional verstärkten thermoplastischen Tapes (UD-Tapes) sowie auf der Kombination von textiler Drapierung und gleichzeitiger Infiltration innerhalb eines Prozessschritts, was besonders für das Nasspressen relevant ist. Zur makroskopischen Beschreibung des Halbzeugverhaltens im Prozesse geeignete Finite Elemente, Materialmodellen und Kontaktmodellen unter Verwendung des FE-Solvers Abaqus entwickelt. Hierfür steht zugleich die Charakterisierung der Deformationsmechanismen der Halbzeuge unter Prozessbedingungen im Fokus.

Um möglichst umfassende Untersuchungen zu ermöglichen setzten wir auf die bewährte Kooperation mit dem KIT-IAM-WK und dem Fraunhofer ICT  umso auf für neue Materialsysteme Materialkarten entwickeln zu können.

Forschungsschwerpunkte

• Entwicklung von effizienten makroskopischen Modelle zur Vorhersage der Umformung ganzer Bauteile
• Vorhersage von Umformeffekten und -defekten (z.B. Faserorientierung, Faltenbildung, Lückenbildung)
• Entwicklung geeigneter Materialmodelle unter Berücksichtigung des anisotropen Membran- und Biegeverhalten von Halbzeugen
• Thermomechanische und ratenabhängige Modellierung von UD-Tapes unter Berücksichtigung der Kristallisationskinetik (Abkühlung)
• Abbildung einer starken, gekoppelten Fluid-Struktur-Interaktion für die Infiltration im Nasspressprozess
• Effiziente Berücksichtigung von mesoskopischen Effekten (z.B. Faserbiegung) auf Makro-Ebene
• Entwicklung von dreidimensionalen Modellierungsansätzen für die Umformsimulation zur Abbildung der Kompaktierung.