Teilprojekt C03
Ziel des Teilprojekts C03 ist es, die Effizienz integrativer Simulationsketten für die Bauteil- und Prozessoptimierung zu untersuchen und Methoden zur Reduzierung ihrer Komplexität und ihres Aufwands zu identifizieren. Die Simulationsketten dienen als Grundlage für die Berechnung des Verlaufs der Materialeigenschaften der Verbundwerkstoffstrukturen, die im Rahmen des Gesamtprojekts untersucht werden.
Es werden thermoplastische (und in gewissem Umfang auch duroplastische und keramische) Werkstoffe mit Glas- oder Kohlenstofffasern als Verstärkungsphasen untersucht. Diese Composittypen werden durch gradierte Tapelaminate (A02, B05), neu ausgerichtete diskontinuierliche Fasern (B03) und verschiedene Gradierungen der Verstärkung in spritzgegossenen Strukturen (B01, C01, C02) veranschaulicht.
© IKVIm Projekt werden Methoden zur datengetriebenen Vorhersage lokaler Materialeigenschaften wie Steifigkeit oder Wärmeleitfähigkeit untersucht. Unterstützt durch Verfahren des maschinellen Lernens nutzen die Verfahren als Datenbasis sowohl zuvor gewonnene experimentelle Daten als auch synthetische Daten aus etablierten analytischen Beziehungen und numerischen Modellen. Die zu untersuchenden Werkstoffe werden nach den Materialbestandteilen und ihrer aus dem Herstellungsprozess resultierenden Morphologie in Morphologieklassen kategorisiert und parametrisiert. Darauf aufbauend werden geeignete numerische Modelle entwickelt, ausgewählt und in ein modularisiertes Knowledge Discovery in Databases-Verfahren (KDD) zur Beschreibung der homogenisierten Verbundwerkstoffeigenschaften überführt. Sie sollen damit eine effiziente Surrogatmodellierung zur Reduzierung der Rechenzeit ermöglichen.
Zur Validierung der datengesteuerten Modelle werden die generierten Ergebnisse mit multiskaligen Simulationen außerhalb des Datensatzes der KDD verglichen. Die Morphologiemodellierung, die Datenerfassung und -speicherung zwischen den relevanten Teilprojekten wird standardisiert und in einer zentralen Datenbank zusammengefasst. Das Ergebnis des Teilprojekts ist eine Methode, mit der datengetriebene lokale mechanische und thermische Eigenschaftsvorhersagen innerhalb des nahezu unendlich fein abgestuften kombinatorischen Parameterraums von Morphologie und konstituierenden Parametern der im Gesamtprojekt untersuchten Materialien gemacht werden können. Dem iEP-System soll dann das gesamte Spektrum der im Gesamtprojekt vertretenen gradierten Werkstoffe ohne rechenzeitbedingte Einschränkungen zur Bauteil- und Prozessoptimierung zur Verfügung stehen.