Experimentelle Analyse und numerische Modellierung der Deformation dehnfähiger Textilien und deren Wechselwirkung auf Tragkörper
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Auf der Grundlage der Ergebnisse des ersten Berichtzeitraums wurden die Arbeiten zur Erreichung des Zieles, die experimentelle Analyse und numerische Beschreibung der Wechselwirkung konfektionierter Zuschnitte auf die resultierende Geometrie bespannter Tragkörper, fortgesetzt. Inhalt des zweiten Projektabschnittes war die Bereitstellung der für die Entwicklung mechanischnumerischer Modelle zur Beschreibung des Deformationsverhaltens von Textilien relevanten Eingangsparameter (Zug- und Scherkenngrößen). Dazu wurden umfangreiche, statistisch gesicherte Versuche mittels uniaxialer und biaxialer Prüftechnik durchgeführt und die Prüfergebnisse hinsichtlich Korrelationen analysiert und aufbereitet. (AS1). Die experimentelle Überprüfung der Simulationsergebnisse erfolgte anhand der im ersten Projektabschnitt definierten und konstruierten virtuellen und physischen Tragkörper, wobei die Ergebnisse mit den Simulationstools kommezieller Software verglichen wurden (AS1). Die Ermittlung der resultierenden Geometrie des bespannten Tragkörpers erfolgte mittels optischer Formerfassung (AS1). Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sind Grundlage zur Modellierung der Textil-Tragkörper-lnteraktion. Für pneumatisch belastete Textilien wurde eine weitere biaxiale Zugversuchstechnik entwickelt, die ebenfalls Kennwerte für die Materialmodellierung lieferte (AS2). Die Ergebnisse wurden anhand von FEM-Berechnungen validiert. Die virtuelle Produktentwicklung für pneumatisch belastete Textilien wurde beispielhaft an einer bestimmten Geometrie angewendet und anschließend im physikalischen Versuch validiert (AS2). Die durch AS1 ermittelten Versuchsdaten bildeten die Grundlage für die Entwicklung eines Antwortflächen-Modelles (AS3), welches das komplexe Materialverhalten textiler Werkstoffe abbildet. Ein weiterer lnhalt des zweiten Projektabschnittes war die Entwicklung einer numerischen Simulations-Methode zur Berechnung optimaler Zuschnittsmuster (,,Variation of Reference Strategy"), welche die Berücksichtigung des nichtlinear anisotropen Materialverhaltens textiler Werkstoffe ermöglicht. Die Validierung des Materialmodelles und der,,Variation of Reference Strategy" wurde mit Hilfe definierte Schnittteile durchgeführt. Dazu wurden die Ergebnisse von AS3 mit denen von AS1 verglichen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- “Constitutive Model for Textile Fabrics using Metamodeling technique,“ 3rd Colloquium of computational mechanics GACM 2009, 21. – 23. September 2009, Hannover – Deutschland
A. Widhammer
- Biaxiales Deformationsverhalten von technischen Textilien und der Schlauchversuch / Biaxial deformation behavior of technical textiles and tubular tensile tests. Technische Textilien/Technical Textiles 54(2011)3, S. 150-154, pp. E140-E144
Vohrer, A.; Lorenz, I.; Stegmaier, T.; Planck, H.
- Experimentelle Analyse und numerische Modellierung der Deformation dehnfähiger Textilien und deren Wechselwirkung auf Tragkörper.Jahresbericht 2010 des Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden (2011), S. 40-41
- Uniaxiale und biaxiale Prüfverfahren zur Bestimmung des Deformationsverhaltens technischer Textilien/ Uniaxial and biaxial tensile tests to determine the deformation behaviour of technical textiles. Technische Textilien/Technical Textiles 54(2011)5-6, S. 258-261, pp. E220-E223
Wendt, E., Krzywinski, S.
- Virtual development of patterns for car seats by taking into account the deformation behaviour of the cover materials. In: Proceedings. 12th World Textile Conference AUTEX 2012, Zadar (Croatia), June 13-15, 2012, pp. 435-440
Wendt, E.; Krzywinski, S.
- “Drape simulation for non-developable multi-layered CFRP structures focusing on optimized cutting patterns,“ European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering ECCOMAS 2012, 10. – 14. September 2012, Wien – Portugal
A. Widhammer
- “Optimized Cutting Pattern Generation for Textile Membrane Structures,“ 6. Aachen-Dresden International Textile Conference 2012, 29. – 30. November 2012, Dresden – Deutschland
K.-U. Bletzinger, A. Widhammer
- Optimized Cutting Pattern Generation for membrane structures made of Textile Fabrics,“ VI International Conference on Textile Composites and Inflatable Structures STRUCTURAL MEMBRANES 2013, 09. – 11. Oktober 2013, München – Deutschland
A. Widhammer
- “Optimized cutting pattern generation for non-developable structures considering anisotropic material behavior,“ 16th International Conference on Material Forming ESAFORM 2013, 22. – 25. April 2013, Aveiro – Portugal
A. Widhammer
