Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Entwicklung eines Simulationstools zur Vorhersage des Härtungsschrumpfes und Quellverhaltens von Klebstoffen

Schlussbericht. Im Programm 'Virtuelle Werkstoffentwicklung' unter dem Rahmenprogramm 'Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft (WING), Berichtszeitraum: 01.04.2007 - 31.03.2010. Förderkennzeichen: BMBF 03X0502D
 
: Amkreutz, M.; Knaack, R.; Kolbe, J.; Nagel, C.; Wirts-Rütters, M.

:
Fulltext (PDF; )

Bremen: Fraunhofer IFAM, 2010, 78 pp.
German
Report, Electronic Publication
Fraunhofer IFAM ()

Abstract
Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines innovativen und skalenübergreifenden Simulationswerkzeugs zur Vorhersage des bei der Aushärtung von Klebstoffen auftretenden Volumenschrumpfes sowie des Quellverhaltens ausgehärteter Klebstoffe unter wechselnden Umweltbedingungen und schließlich die Berücksichtigung dieser Werkstoffeigenschaften bereits im Stadium der Bauteilauslegung. Die Implementierung der Kenngrößen Härtungsschrumpf und Quellen der ausgehärteten Klebstoffe erfolgt dafür in die FEM-Programme ANSYS und ABAQUS. Mit den implementierten FEM-Tools werden reale mechatronische und präzisionsoptische Bauteile und Baugruppen, die in der Wägetechnik und Kraftmesstechnik verwendet werden, simuliert und die Funktionsfähigkeit auf Störgrößen ermittelt. Anhand des Lageindikators wird die Auswirkung des maximalen Quellens des Klebstoffes untersucht. Die Quellung wird ebenso wie die Schwindung in einen Ausdehnungskoeffizienten und eine fiktive Temperaturänderung zerlegt. Der Unterschied zur Schwindung ist, dass hier mit einer positiven statt einer negativen Temperaturänderung bei positivem Ausdehnungskoeffizienten gerechnet wird. Mittels der Simulation ließ sich die Verschiebung der optischen Achse bestimmen. Da durch neue Richtlinien die Anforderungen für den Nullpunkt beim dynamischen Wiegen wesentlich verschärft wurden, wird diese Methode in Zukunft helfen, die Nullpunktseffekte, die vom Klebstoff resultieren, zu ermitteln, von anderen Effekten zu separieren und ihnen gezielt entgegen zu wirken. Der Schrumpf bzw. die Quellung wird für die Simulation als thermische Dehnung mit einer fiktiven Temperaturänderung in den Preprozessor eingegeben. Zur Überprüfung der richtigen Implementierung der Größen Schrumpf und Quellung werden für bestimmte Fälle analytische Lösungen berechnet und mit den Ergebnissen aus einer 1- Element-Simulation verglichen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-162071.html