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Viskoelastizität und Kriechen bei Kunststoffen

CADFEM
Strukturmechanik
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ANSYS Werkstoffmodelle zur präzisen Beschreibung des Verhaltens von Kunststoffen verstehen und anwenden

​Kunststoffe ersetzen in vielen Bereichen Werkstoffe wie Metalle oder Keramiken infolge effizienter Fertigungsmöglichkeiten und kostengünstiger Herstellungsprozesse. Oftmals ist eine rein linear-elastische Betrachtungsweise des Werkstoffverhaltens nicht ausreichend, da ...

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Übersicht
Zielgruppe:
Anwender, Dozent
Voraussetzungen:
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Nutzen:
  • Das physikalische Verhalten verstehen und Kunstoff klassifizieren
  • Viskoelastizität im im Zeit- und Frequenzbereich definieren können
  • Starke Temperaturabhängigkeit im Materialgesetz berücksichtigen
  • Ermittlung der Materialparameter aus Versuchsdaten über Curve-Fitting
Anwendungen:
Materialmodelle
Verwendete Software:
ANSYS Mechanical
Zielgruppe
Anwender, Dozent
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Nutzen
  • Das physikalische Verhalten verstehen und Kunstoff klassifizieren
  • Viskoelastizität im im Zeit- und Frequenzbereich definieren können
  • Starke Temperaturabhängigkeit im Materialgesetz berücksichtigen
  • Ermittlung der Materialparameter aus Versuchsdaten über Curve-Fitting
Anwendungen
Materialmodelle
Verwendete Software
ANSYS Mechanical
Agenda Tag 1
  • Welche physikalischen Effekte charakterisieren Kunststoff?
  • Lineare Viskoelastizität im Zeitbereich
  • Viskoelastische Parameter aus zeitabhängigen Experimenten
  • Lineare Viskoelastizität im Frequenzbereich
Agenda Tag 2
  • Frequenz und Temperatur sind dasselbe Phänomen
  • Kriechen von Kunststoffen
  • Zyklische Plastizität bei Kunststoffen
  • Empfehlungen für die Auslegung von Kunststoffbauteilen

Verfügbare Termine

Kein passendes Datum? Sie finden kein für Sie passendes Datum oder wünschen sich eine individuelle Schulung in einem unserer Büros oder in Ihren Räumlichkeiten? Wir unterbreiten Ihnen gerne ein Angebot.

Unser Angebot im Detail

Dieses Seminar wird als 2 Tage Vor-Ort-Seminar angeboten. Es besteht aus 2 Seminartagen und 8 Modulen.

Tag 1

Welche physikalischen Effekte charakterisieren Kunststoff?

  • Phänomenologie des Kunststoffverhaltens
  • Unterschied Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere
  • Einfluss von Temperatur und Ratenabhängigkeit
  • Materialverhalten beim Glasübergang
  • Relaxation und Retardation
  • Übung: Skiclip - Vergleich linear-elastisch und viskoelastisch

Lineare Viskoelastizität im Zeitbereich

  • Unterschied lineare Elastizität und lineare Viskoelastizität
  • Materialbeschreibung über Schub- und Kompressionsrelaxation
  • Pronyreihen-Darstellung mit Maxwell-Elementen
  • Zusammenhang zwischen zeitabhängigen Materialkonstanten
  • Übung: Spannungsrelaxation am Beispiel eines Schnapphakens
  • Übung: Vergleich der FEM Lösung mit der analytischer Berechnung

Viskoelastische Parameter aus zeitabhängigen Experimenten

  • ​Versuchsdurchführung und Materialdatenbanken
  • Bestimmung der Prony Parameter in ANSYS
  • Empfehlungen für einen erfolgreichen Curve Fit
  • Übung: Curve Fit zur Parameterbestimmung in Mechanical APDL
  • Übung: Bestimmung der Pronyreihen-Parameter in ANSYS Engineering Data

Lineare Viskoelastizität im Frequenzbereich

  • Bedeutung von Speichermodul, Verlustmodul und Verlustfaktor
  • Hysterese - Phasenverschiebung zwischen Anregung und Systemantwort
  • Pronyreihen-Darstellung im Frequenzbereich
  • Relation Frequenzbereich und Zeitbereich
  • Übung: Aufbereitung von Messdaten (DMA) und Parameterbestimmung in ANSYS
  • Übung: Harmonische Analyse eines Dämpfers mit frequenzabhängigen Materialparametern

Tag 2

Frequenz und Temperatur sind dasselbe Phänomen

  • Modellierung von thermorheologisch einfachen Materialien
  • Definition der Masterkurve: Abbilden großer Relaxationszeitbereiche aus Kurzzeitversuchen
  • Shift-Funktion - Beziehung zwischen Relaxationszeit und Temperatur
  • Shift-Funktionen in ANSYS: Williams-Landel-Ferry (WLF) und Tool-Narayanaswamy (TN)
  • Übung: Bestimmung der Masterkurve und der WLF-Funktion aus experimentellen Daten
  • Übung: Veranschaulichen der Idee des Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzips im Zugversuch

Kriechen von Kunststoffen

  • Dehnratenabhängiges Werkstoffverhalten unter monotoner Last
  • Kriechansätze für direkte und indirekte Zeitabhängigkeit
  • Berücksichtigen der Temperatur
  • Kurvenanpassung von Kriechversuchen
  • Übung: Curve Fit von experimentellen Kriechdaten
  • Übung: Einfluss von Kriechgesetz und nichtlinearer Analyseeinstellungen am Beispiel einer Schraubzwinge

Zyklische Plastizität bei Kunststoffen

  • ​​Zyklisch plastisches Verhalten
  • Charakterisierung und Kalibrierung des plastischen Chaboche Modells
  • Lebensdauerbewertung bei nichtlinearer kinematischer Verfestigung
  • Übung: Lebensdauer von LAN Stecker unter zyklischer Beanspruchung

Empfehlungen für die Auslegung von Kunststoffbauteilen

  • ​Dimensionierung gegen eine zulässige Spannung- oder kritische Grenzdehnung
  • Berücksichtigung der Temperatur, Alterung, Belastungsdauer durch Abminderungsfaktoren
  • Hysterese-Messverfahren und Schnellzerreißversuch
  • Bruchkriterien in Abhängigkeit von dem hydrostatischen Druck (parabolisch, konisch)

​Kunststoffe ersetzen in vielen Bereichen Werkstoffe wie Metalle oder Keramiken infolge effizienter Fertigungsmöglichkeiten und kostengünstiger Herstellungsprozesse. Oftmals ist eine rein linear-elastische Betrachtungsweise des Werkstoffverhaltens nicht ausreichend, da Faktoren wie Zeit oder Temperatur einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften besitzen. ANSYS Werkstoffmodelle ermöglichen eine präzise Beschreibung des Verhaltens von Kunststoffen im Sinne einer optimalen Bauteilauslegung.

Das Seminar richtet sich an Projektleiter, Entscheider, Berechner und Konstrukteure, die im Rahmen Ihrer Aufgaben der Produktentwicklung von Kunststoffbauteilen deren inelastisches Werkstoffverhalten präziser beschreiben und für die Simulation berücksichtigen möchten.

​Nach einer kurzen Einführung in das physikalische Verhalten von Kunststoffen und deren Klassifikation, lernen Sie die Grundlagen der linearen Viskoelastizität mit praxisnahen Anwendungen sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich. Die bei Kunststoffen üblicherweise stark ausgeprägte Temperaturabhängigkeit wird dabei berücksichtigt. Phänomenologische Kriechansätze für Kunststoffe werden ausführlich diskutiert. Ein besonderes Augenmerk kommt der Ermittlung der Materialparameter aus Versuchsdaten über ANSYS Curve-Fitting Routinen zu. Die Vermittlung des Fachwissens zur Steuerung nichtlinearer FE-Analysen von Kunststoffen ist ebenso integraler Bestandteil dieses Seminars.

Dr.-Ing. Rumena Tsotsova
Berechnungsingenieurin, CADFEM GmbH, Grafing
Dr. sc. Jörg Helfenstein
Leiter Seminare, CADFEM (Suisse) AG, Aadorf
Dr.-Ing. Hendrik Donner
Berechnungsingenieur, CADFEM GmbH, Chemnitz

Haben Sie Fragen zum Seminar?

Deutschland

Bereichsleiter Professional Development
Dr.-Ing. Marold Moosrainer

Österreich

Leiter Technik Österreich

Schweiz / Liechtenstein

Leiter Seminare
Dr. sc. Jörg Helfenstein

Ergänzende Angebote

Für den schnellen Einstieg in die Simulation sind die richtige Aus-/Weiterbildung, Hardware und ergänzende Softwareprodukte der Schlüssel zum Erfolg.

FAQ

Wann erhalte ich die endgültige Zusage für meine Seminarbuchung?

Unmittelbar nach Ihrer Anmeldung erhalten Sie eine automatische Eingangsbestätigung an die angegebenen E-Mail-Adressen. Nach erfolgreicher Prüfung der von Ihnen angegebenen Daten erhalten Sie innerhalb von 2-3 Werktagen per E-Mail Ihre personalisierte Anmeldebestätigung mit weiteren Informationen zur Seminargebühren, Rechnungsadresse, Hotelempfehlungen etc. 

Sobald die Mindestteilnehmerzahl erreicht ist, erhalten Sie eine endgültige Seminarbestätigung mit weiteren Informationen zur Anreise. Wir empfehlen, die endgültige Reisebuchung erst ab diesem Zeitpunkt vorzunehmen.

Falls die Mindestteilnehmerzahl einmal nicht zustande kommt, behalten wir uns vor, den Seminartermin bis spätestens 7 Tage vor Seminarbeginn abzusagen. Gerne sind wir Ihnen bei der Umbuchung auf einen alternativen Termin behilflich. Bitte beachten Sie, dass wir keine Haftung für bereits vorgenommene Hotel- oder Reisebuchungen seitens der Teilnehmenden übernehmen.

Wann ist Anmeldeschluss für ein Seminar?

Seminarplätze werden grundsätzlich nach der Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Deshalb empfehlen wir Ihnen immer eine frühzeitige Buchung für Ihren Wunschtermin.

Solange ein Seminar noch über freie Plätze verfügt, können diese gebucht werden.

Wo finde ich Informationen zur Anreise und Übernachtungsmöglichkeiten?

An vielen CADFEM Veranstaltungsorten kooperieren wir mit Hotels, die Spezialpreise für unsere Schulungsgäste anbieten. Bei entsprechender Angabe in der Buchungsmaske erhalten Sie mit der Anmeldebestätigung eine Hotelempfehlung. Die Buchung und Kostenübernahme erfolgen direkt beim Hotel durch Sie oder Ihr Unternehmen. Weitere Hotelempfehlungen können Sie jederzeit unter den Geschäftsstellen-Informationen einsehen.

Wann versenden Sie die Rechnung?

Die Rechnung wird unmittelbar nach dem letzten Seminartag an den in der Buchung angegebenen Rechnungsempfänger versandt. Eine Änderung der Rechnungsadresse teilen Sie uns bitte spätestens zu Seminarbeginn mit.

Unser Mitarbeiter ist am Termin verhindert. Ist eine Stornierung des Seminars möglich?

Eine Stornierung ist nur unter bestimmten Bedingungen möglich, die Sie den gültigen AGBs entnehmen können. Eine Alternative ist die einmalig kostenfreie Umbuchung eines bestätigten Seminarplatzes auf einen Ersatzteilnehmer. Aus organisatorischen Gründen ist eine Online-Seminaranmeldung des neuen Teilnehmers unter Angabe des Kommentars „Ersatzteilnehmer für Herrn/Frau Vorname, Nachname“ notwendig. Sollte dieser Seminartermin bereits ausgebucht sein, wenden Sie sich bitte an unser Seminar-Team.

Was muss ich zur Schulung mitbringen?

Sie erhalten alle für Ihre Veranstaltung benötigten Unterlagen vor Ort. Falls weitere Materialien von Ihnen mitgebracht werden sollten oder Sie spezielle Vorkenntnisse benötigen, finden Sie diese Information direkt in der Seminarbeschreibung.

Ab wann erhalte ich Zugriff auf die Seminarunterlagen?

Die Seminarunterlagen erhalten Sie im PDF-Format am ersten Seminartag. Diese stehen auf Ihrem Seminarrechner zur Verfügung und können bearbeitet und kommentiert werden. Über das Kundenportal myCADFEM haben Sie von Ihrem Rechner oder mobilen Geräten aus Zugriff auf Ihre Unterlagen und Seminarbeispiele.

Was ist das Kundenportal myCADFEM?

Im Kundenportal haben Sie unter anderem Zugriff auf Ihre digitalen Seminarunterlagen und Übungsdateien, können uns Ihr Feedback übermitteln und Ihr Teilnahme-Zertifikat herunterladen. Beachten Sie, dass der personalisierte Zugang nur durch Sie genutzt werden darf. Im Falle eines Unternehmenswechsels wird das Konto aus Datenschutzgründen eingefroren.