FE-Strukturanalysen

Mit Hilfe von FE-Strukturanalysen modelliert und berechnet man die Geometrie und Belastungsfälle eines Bauteils oder einer Baugruppe und nutzt das Ergebnis zur Materialauswahl, zur Geometrieoptimierung oder zum Festigkeitsnachweis.

Die Simulation ermöglicht es, die neuralgischen Stellen im Design früh zu erkennen und so den Materialeinsatz zu reduzieren, eine belastungsgerechte Konstruktion zu ermöglichen und teure Änderungsschleifen in einer späten Projektphase zu verhindern.

Besonders bei mechanisch hoch belasteten Kunststoffteilen kommen häufig faserverstärkte Werkstoffe zum Einsatz, deren mechanische Eigenschaften anisotrop, d.h. abhängig von der Richtung der Faserorientierung unterschiedlich ist. Um möglichst genaue Rechenergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die Faserorientierung zu kennen und die Strukturanalyse einfließen zu lassen.

Dies gelingt durch Kopplung der Spritzgusssimulation mit der Strukturanalyse (auch integrative Simulation genannt).

In der Spritzgusssimulation wird zunächst die Füllung der Kavität mit Kunststoffschmelze berechnet. Abhängig vom Anspritzpunkt, der Wandstärkengestaltung und der Prozessparameter ergibt sich ein Füllbild.

Die Strömungsvorgänge beim Füllen der Kavität sorgen durch Scher- und Dehnströmungen für die Ausprägung der Faserorientierung, die sich ebenfalls mit Hilfe der Spritzgusssimulation berechnen und darstellen lässt. Die Faserorientierung wird auf das FE-Netz übertragen und die anisotropen Materialeigenschaften eingegeben.

Mit den so erhaltenen Ergebnissen lässt sich die mechanische Belastung deutlich genauer vorhersagen, als mit gängigen isotropen Berechnungen. Das Ergebnis: keine "Angstzuschläge" die sich in Form von überflüssigen Materialverbrauch auswirken und keine unerwarteten Schwachstellen durch Bindenähte oder ungünstige Faserorientierung.

Durch die Kopplung von Spritzgusssimulation und FE-Strukturanalyse gelangen Sie noch schneller zu noch besseren Spritzgussteilen - mit Sicherheit und höchster Materialeffizienz.

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