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Hallo Zusammen

Ich habe eine Frage bezüglich der Dimensionierung von CFK-Teilen. Mein Ziel ist, Carbon-Querlenker und -Felgen für einen Formula-Student Rennwagen zu bauen. Leider habe ich noch keinerlei Erfahrungen mit der FEM-Simulation von Faserverbundwerkstoffen.

Nun stehe ich vor der Wahl, mit welchem Programm ich arbeiten will. Mir stehen lediglich "Ansys" und "Abaqus" zur Verfügung. Nun wollte ich fragen, welches von den beiden Programmen ihr mir empfehlen würdet. Ein wichtiger Aspekt ist, wie schnell ich mich in das Programm einarbeiten kann.

Könnt ihr mir eventuell noch ein paar Tipps geben wie ich mich einarbeiten soll? Hilfreich wären z.B. Links zu Beispielen mit Faserverbundwerkstoffen o.ä.

Noch als Info: Die Teile welche ich dimensionieren muss, sind mit NX (Unigraphics) bereits konstruiert.

Vielen Dank im Voraus

Roy

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Hallo,

ich kenne mich mit CFK nicht aus, aber ich weiss das in unserem Unternehmen solche Berechnungen durchgeführt werden. Verwendet wird bei uns nur ANSYS.

Bezüglich der Einarbeitung: Ich kenne jetzt nur die ANSYS Software, und kann daher nicht beurteilen wie gut oder schlecht die anderen sind, aber ich persönlich bin mit der ANSYS Workbench sehr zufrieden. Sehr übersichtlich, plausiebel, einfach und schnell.

Gruss
BW's
 

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Die Frage ist wie hoch deine Ansprüche an die Analyse sind. Nach dem was ich so höre kann es gut sein dass Ansys einfacher zu bedienen ist. Bei Abaqus ist aber wahrscheinlich der/die Solver mächtiger als Ansys, dadurch wird aber auch die Bedienung etwas komplizierter.

Mit "mächtiger" meine ich übrigens hochgradig nichtlineare Dinge wie Versagen, Delamination, Kurzzeitdynamik (schlagartige Belastungen, Aufprall/Crash). Bei Firmen die höhere Ansprüche in diesem Bereich haben (Boeing, Airbus, Formel 1-Teams) wird deshalb primär Abaqus eingesetzt.

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>Bei Firmen die höhere Ansprüche in diesem Bereich haben (Boeing, >Airbus, Formel 1-Teams) wird deshalb primär Abaqus eingesetzt.

Solche Aussagen halte ich jedoch für einen Schmarrn, sollte man eher vergessen...

Für deine Aufgabe wirst du sicher sowohl mit Ansys, evtl. Ansys/Ls-Dyna, als auch mit Abaqus zu einer Lösung kommen können. Auch wenn es um "Versagen, Delamination, Kurzzeitdynamik (schlagartige Belastungen, Aufprall/Crash)" gehen sollte..

Und wir wollen ja objektiv bleiben, speziell Composites, da fällt mir z.B. noch SGL-Carbon ein, verwendet Ansys.

MfG,
Meijer

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Hallo

Zuerst mal vielen Dank für die Antworten. Da wir leider noch immer auf eine Unterstützung bei der Dimensionierung der Teile seitens unserer Schule warten, haben wir mal begonnen mit Abaqus zu arbeiten.

Zu Ansys Workbench: Meines Wissens kann man mit Ansys Workbench keine Faserverstärken Kunststoffe berechnen.

Ein anderes Teammitglied von uns hat ein Monocoque mit Ansys dimensioniert (oder besser versucht) und hatte seine liebe Mühe damit, und die Ergebnisse waren eher dürftig. Ob das nun am Programm oder an seinen Fähigkeiten lag sei nun mal dahingestellt...

Auf jeden Fall macht Abaqus auf den ersten Blick einen deutlich benutzerfreundlicheren Eindruck als Ansys. Wir konnten mal eine erste Rechnung machen, jedoch waren die Ausgabewerte immer um einen gewissen Faktor zu gross. Ich denke ich werde gleich einen neuen Tread im Abaqus Forum schreiben.

Vielen Dank

Roy

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Ich hab mal ein paar simple Bauteile im Ansys Classic modelliert. Es gibt dort einen Elementtyp für Compositeelemente, bei dem man jede Laminatschicht einzeln auswerten kann. Ging eigentlich recht locker von der Hand. Man muss die Werkstoffeigenschaften für jede Schicht und in jede Richtung per Hand als genäherten Ersatzwerkstoff eingeben, daher sollte man diese schon in etwa kennen.

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Also einfach wäre gewesen:

NX Advanced Simulation als Pre- & Post Prozessor
NX Nastran als Solver
NX Nastran Composite als zusäztlicher Solver

und Sie hätten alles mit Deutscher Benennung im Ausgangs-CAD-Programm machen können. Dabei hätten Sie gleich noch ein spezielles Programm für die Laminatberechnung gehabt.

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MBM

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Hallo Roy!

ich kann von ausschließlich von ANSYS/LS-Dyna berichten da ich damit beruflich Faserverbundbauteile auslege.
Dabei ist zu beachten dass Ansys aktuell mit 2 verschiedenen Oberflächen bedienbar ist. Leider lassen sich in ANSYS WB bis zur V11 Faserverbundelemente nur per APDL (Programmiersprache von ANSYS (relativ einfach und übersichtlich)) integrieren. Deshalb wird der Weg über ANSYS Classic einfacher sein.

-gibts ne menge Bespiele als Input-Files
-Damit ist es einfach hier im Forum mittels minimalbeispiele hilfe zu bekommen
-Berechnungen lassen sich damit sehr einfach automatisiert durchführen vergleichen und auswerten(z.B. falls Einfluss der Ablagewinkel untersucht werden soll) Bedienfehler sind durch Skriptsprache sehr leicht zu finden.
-Faserverbundeelemente sind als Schale / Solid vorhanden. Auswertung aktuell per TSAI/WU MAXStress MAXStrain. Andere Versagenskriterien lassen sich integrieren (APDL). Mit diesen Kriterien lässt sich das erstversagen vorhersagen. Delamination kann sehr gut mittels "Klebeelementen" abgebildet werden.

Für stark nichtlineare Fälle (Kurzzeitdynamik (schlagartige Belastungen, Aufprall/Crash) muss natürlich ein expliziter Solver (LS-Dyna/Abaqus) ran.

Generell werden die meisten Fehler schon bei der Bestimmung der Faserverbundkennwerte gemacht. Die Auslegung von Verbundbauteilen setzt fundiertes Wissen über das Versagensverhalten voraus!!

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Jens Friedrich
TU-Dresden

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