Struktursimulation Endlosfaserverbunde
Das Verformungs- und Schädigungsverhalten von Endlosfaserverbundbauteilen wird maßgeblich von der verstärkenden Faserstruktur bestimmt. Faserorientierungen, Faservolumengehalte und lokale Effekte wie Welligkeiten und Klaffungen können infolge des Umformprozesses stark variieren. Um dies bei der Vorhersage des strukturmechanischen Verhaltens zu berücksichtigen, verarbeiten wir die durch die CAE-Kette vorliegenden Prozessinformationen in der Struktursimulation. Hierfür entwickeln wir Materialmodelle, die das nichtlineare Deformationsverhalten und die Schädigungsevolution versagensmodenspezifisch (Faserbruch, Matrixbruch, Delaminationen) in Abhängigkeit der lokalen Faserstruktur erfassen.
Forschungsschwerpunkte
- Virtuelle Bauteilvalidierung
- Berücksichtigung von Fertigungseffekten
- Nichtlineare Materialmodellierung
- Versagensanalyse, Schädigungsevolution
- Dynamische Analyse: Schwingung, Dämpfung, Impact
- Multiskalensimulation
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Ausgewählte Veröffentlichungen im Forschungsfeld
Low velocity impact resistance of hybrid CFRP ‐elastomer‐metal laminates: Influence of stacking sequence and impact conditions on damage mechanisms
Li, Z.; Jackstadt, A.; Zhang, J.; Liebig, W. V.; Kärger, L.
2024. Polymer Composites. doi:10.1002/pc.29028
Li, Z.; Jackstadt, A.; Zhang, J.; Liebig, W. V.; Kärger, L.
2024. Polymer Composites. doi:10.1002/pc.29028
Evaluation of mechanical properties characterization of additively manufactured components
Frölich, F.; Bechtloff, L.; Scheuring, B. M.; Heuer, A. L.; Wittemann, F.; Kärger, L.; Liebig, W. V.
2024. Progress in Additive Manufacturing. doi:10.1007/s40964-024-00700-2
Frölich, F.; Bechtloff, L.; Scheuring, B. M.; Heuer, A. L.; Wittemann, F.; Kärger, L.; Liebig, W. V.
2024. Progress in Additive Manufacturing. doi:10.1007/s40964-024-00700-2
Constrained-layer damping in hybrid fibre metal elastomer laminates and its tolerance to damage. Dissertation
Jackstadt, A.
2024, Mai 23. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000170788
Jackstadt, A.
2024, Mai 23. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000170788
Deep convolutional generative adversarial network for generation of computed tomography images of discontinuously carbon fiber reinforced polymer microstructures
Blarr, J.; Klinder, S.; Liebig, W. V.; Inal, K.; Kärger, L.; Weidenmann, K. A.
2024. Scientific Reports, 14 (1), Art.-Nr.: 9641. doi:10.1038/s41598-024-59252-8
Blarr, J.; Klinder, S.; Liebig, W. V.; Inal, K.; Kärger, L.; Weidenmann, K. A.
2024. Scientific Reports, 14 (1), Art.-Nr.: 9641. doi:10.1038/s41598-024-59252-8
On the influence of low-velocity impact damage on constrained-layer damping in hybrid CFRP-elastomer-metal laminates
Jackstadt, A.; Liebig, W. V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2024. Materials & Design, 241, Article no: 112882. doi:10.1016/j.matdes.2024.112882
Jackstadt, A.; Liebig, W. V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2024. Materials & Design, 241, Article no: 112882. doi:10.1016/j.matdes.2024.112882
Approaching Polycarbonate as an LFT-D Material: Processing and Mechanical Properties
Schelleis, C.; Scheuring, B. M.; Liebig, W. V.; Hrymak, A. N.; Henning, F.
2023. Polymers, 15 (9), 2041. doi:10.3390/polym15092041
Schelleis, C.; Scheuring, B. M.; Liebig, W. V.; Hrymak, A. N.; Henning, F.
2023. Polymers, 15 (9), 2041. doi:10.3390/polym15092041
Modeling structural behavior of fiber reinforced composite parts by considering draping effects. Dissertation
Galkin, S.
2022, April 14. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000144697
Galkin, S.
2022, April 14. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000144697
Material and particle size sensitivity analysis on coefficient of restitution in low-velocity normal impacts
Meyer, N.; Wagemann, E. L.; Jackstadt, A.; Seifried, R.
2022. Computational Particle Mechanics, 9 (6), 1293–1308. doi:10.1007/s40571-022-00471-z
Meyer, N.; Wagemann, E. L.; Jackstadt, A.; Seifried, R.
2022. Computational Particle Mechanics, 9 (6), 1293–1308. doi:10.1007/s40571-022-00471-z
Hybrid material additive manufacturing: interlocking interfaces for fused filament fabrication on laser powder bed fusion substrates
Englert, L.; Heuer, A.; Engelskirchen, M. K.; Frölich, F.; Dietrich, S.; Liebig, W. V.; Kärger, L.; Schulze, V.
2022. Virtual and Physical Prototyping, 17 (3), 508–527. doi:10.1080/17452759.2022.2048228
Englert, L.; Heuer, A.; Engelskirchen, M. K.; Frölich, F.; Dietrich, S.; Liebig, W. V.; Kärger, L.; Schulze, V.
2022. Virtual and Physical Prototyping, 17 (3), 508–527. doi:10.1080/17452759.2022.2048228
Low-velocity impact behavior of hybrid CFRP-elastomer-metal laminates in comparison with conventional fiber-metal laminates
Li, Z.; Zhang, J.; Jackstadt, A.; Kärger, L.
2022. Composite structures, 287, Art.Nr.: 115340. doi:10.1016/j.compstruct.2022.115340
Li, Z.; Zhang, J.; Jackstadt, A.; Kärger, L.
2022. Composite structures, 287, Art.Nr.: 115340. doi:10.1016/j.compstruct.2022.115340
Analytical modeling and investigation of constrained layer damping in hybrid laminates based on a unified plate formulation
Jackstadt, A.; Liebig, W. V.; Kärger, L.
2022. International journal of mechanical sciences, 216 (216), Art.Nr.: 106964. doi:10.1016/j.ijmecsci.2021.106964
Jackstadt, A.; Liebig, W. V.; Kärger, L.
2022. International journal of mechanical sciences, 216 (216), Art.Nr.: 106964. doi:10.1016/j.ijmecsci.2021.106964
Modeling the Mullins effect of rubbers used in constrained‐layer damping applications
Jackstadt, A.; Frölich, F.; Weidenmann, K.; Kärger, L.
2021. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 21 (1), e202100098. doi:10.1002/pamm.202100098
Jackstadt, A.; Frölich, F.; Weidenmann, K.; Kärger, L.
2021. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 21 (1), e202100098. doi:10.1002/pamm.202100098
Extension of an analytical solution of a unified formulation to the frequency response of composite plates with viscoelastic layers
Jackstadt, A.; Kärger, L.
2021. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 20 (1), Art.-Nr.: e202000234. doi:10.1002/pamm.202000234
Jackstadt, A.; Kärger, L.
2021. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 20 (1), Art.-Nr.: e202000234. doi:10.1002/pamm.202000234
Capabilities of macroscopic forming simulation for large-scale forming processes of dry and impregnated textiles
Kärger, L.; Galkin, S.; Dörr, D.; Poppe, C.
2020. Procedia manufacturing, 47, 140–147. doi:10.1016/j.promfg.2020.04.155
Kärger, L.; Galkin, S.; Dörr, D.; Poppe, C.
2020. Procedia manufacturing, 47, 140–147. doi:10.1016/j.promfg.2020.04.155
Application of a mixed variational higher order plate theory towards understanding the deformation behavior of hybrid laminates
Jackstadt, A.; Liebig, W. V.; Sessner, V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2019. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 19 (1), e201900048. doi:10.1002/pamm.201900048
Jackstadt, A.; Liebig, W. V.; Sessner, V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2019. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 19 (1), e201900048. doi:10.1002/pamm.201900048
Experimental and Numerical Determination of the Local Fiber Volume Content of Unidirectional Non-Crimp Fabrics with Forming Effects
Galkin, S.; Kunze, E.; Kärger, L.; Böhm, R.; Gude, M.
2019. Journal of composites science, 3 (1), Article: 19. doi:10.3390/jcs3010019
Galkin, S.; Kunze, E.; Kärger, L.; Böhm, R.; Gude, M.
2019. Journal of composites science, 3 (1), Article: 19. doi:10.3390/jcs3010019
Frequency domain modelling of transversely isotropic viscoelastic fibre-reinforced plastics
Liebig, W. V.; Jackstadt, A.; Sessner, V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2019. Composites science and technology, 180, 101–110. doi:10.1016/j.compscitech.2019.04.019
Liebig, W. V.; Jackstadt, A.; Sessner, V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2019. Composites science and technology, 180, 101–110. doi:10.1016/j.compscitech.2019.04.019
Numerical and experimental investigations of the damping behaviour of hybrid CFRP-elastomer-metal laminates
Liebig, W. V.; Sessner, V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2018. Composite Structures, 202, 1109–1113. doi:10.1016/j.compstruct.2018.05.051
Liebig, W. V.; Sessner, V.; Weidenmann, K. A.; Kärger, L.
2018. Composite Structures, 202, 1109–1113. doi:10.1016/j.compstruct.2018.05.051
Simplified phenomenological model of the nonlinear behavior of FRPs under combined stress states
Galkin, S.; Schirmaier, F. J.; Kärger, L.
2018. Journal of composite materials, 52 (4), 475–485. doi:10.1177/0021998317709332
Galkin, S.; Schirmaier, F. J.; Kärger, L.
2018. Journal of composite materials, 52 (4), 475–485. doi:10.1177/0021998317709332
Development and validation of a CAE chain for unidirectional fibre reinforced composite components
Kärger, L.; Bernath, A.; Fritz, F.; Galkin, S.; Magagnato, D.; Oeckerath, A.; Schön, A.; Henning, F.
2015. Composite structures, 132, 350–358. doi:10.1016/j.compstruct.2015.05.047
Kärger, L.; Bernath, A.; Fritz, F.; Galkin, S.; Magagnato, D.; Oeckerath, A.; Schön, A.; Henning, F.
2015. Composite structures, 132, 350–358. doi:10.1016/j.compstruct.2015.05.047