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Elastoplastische Werkstoffe mit Kriechverhalten
CADFEM simuliert im Auftrag von Miele Materialparameter von Kunststoffen mit Ansys Workbench, um aufwändige Versuche an Zugprobekörpern einzusparen.

Simulation im Auftrag von Miele

Branche: Konsumgüter/GebrauchsgüterFachgebiet: Strukturmechanik, Skalierbarkeit der Simulation

Miele, weltweit führender Anbieter von Premium-Hausgeräten verwendet bei seinen qualitativ hochwertigen Waschmaschinen an konstruktionstechnisch unkritischen Stellen verschiedentlich auch Kunststoffbauteile. CADFEM untersuchte mit Simulation die Materialparameter.

Zusammenfassung

Aufgabe

Miele hat CAFEM untersuchen lassen, ob die erforderliche Materialbeschreibung und die zugehörigen Materialparameter nicht auch direkt aus einem simulierten Bauteilversuch ableitbar sind.

Lösung

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung diente Ansys Workbench sowie der darin integrierte Ansys DesignExplorer, mit deren Hilfe ein allgemeiner Workflow entwickelt wurde.

Kundennutzen

Der hohe Aufwand zur experimentellen Ermittlung von Materialparametern lässt sich mit dem Workflow auf Basis des Ansys DesignExplorer deutlich reduzieren.

Projektdetails

Aufgabe

Miele, weltweit führender Anbieter von Premium-Haushaltsgeräten verwendet bei seinen qualitativ hochwertigen Waschmaschinen an konstruktionstechnisch unkritischen Stellen verschiedentlich auch Kunststoffbauteile. Kunststoffe zeichnen sich bei Belastung dadurch aus, dass neben der Plastizität auch zeitabhängige Effekte wie Kriechen und Spannungsrelaxation auftreten. Zur Beschreibung des Materialverhaltens sind üblicherweise aufwändige Versuche an genormten Zugprobekörpern erforderlich. Miele beschreitet hier einen kostengünstigeren Weg und hat in Zusammenarbeit mit CADFEM untersuchen lassen, ob die erforderliche Materialbeschreibung und die zugehörigen Materialparameter nicht auch direkt aus einem Bauteilversuch ableitbar sind.


Nutzen für den Kunden

Der hohe Aufwand zur experimentellen Ermittlung von Materialparametern lässt sich mit dem Workflow auf Basis des Ansys DesignExplorer deutlich reduzieren. Der sich hierbei ergebende Nutzen spiegelt sich in den folgenden Faktoren wider:

  • Reduzierung des Kosten- und Zeitaufwandes zur Ermittlung der Materialparameter,
  • Verifikation von Materialparametern,
  • zusätzlicher Erkenntnisgewinn bezüglich des Materialverhaltens.

Lösung

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung diente Ansys Workbench sowie der darin integrierte Ansys DesignExplorer, mit deren Hilfe ein allgemeiner Workflow entwickelt wurde. Dabei bildete die Minimierung der Kraftdifferenz von Versuchs- und Simulationswerten die methodische Grundlage. Diese Optimierungsaufgabe konnte in drei separaten Lösungsschritten bewältigt werden, in denen jeweils eine Materialcharakteristik dominant war (Elastizität, Plastizität, Kriechen). Der von CADFEM und Miele erstellte Workflow ermöglicht die Anpassung der Materialparameter, wobei schon jetzt für Miele zusätzlich zu erschließendes Optimierungspotenzial erkennbar ist.


Leiter Vertrieb Dortmund

Produkt-Anwendungen im Projekt