Beschreibung

Zentraler Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines anwenderorientierten Lebensdauerprognosesystems für dynamisch belastete Elastomerbauteile. Das Vorhaben knüpft an die Ergebnisse aus dem Projekt FVA 790I an. In dem beantragten Forschungsprojekt sollen Prüfstanduntersuchungen an vereinfachten Probekörpergeomtrien Kennwerte für die Kalibrierung der zugrundeliegenden Partialmodelle liefern. Damit soll die Abhängigkeit der Modellkalibrierung von der geprüften Bauteilgeomtrie reduziert werden, wodurch der Prüfaufwand für die Anwender minimiert wird. Um eine adäquate Prognosegüte in der Anwendung zu gewährleisten, soll das bestehende nichtlineare Schadensakkumulationsmodell um den Einfluss der Mittellastlage erweitert werden. Die Adaption des schädigungsgradabhängigen Materialverhaltens auf konkrete Bauteilgeometrien soll über gekoppelte Finite-Element-Simulationen ermöglicht werden. Damit wird Herstellern von Elastomerbauteilen ein simulativ gestütztes Auslegungs- und Servicetool bereitgestellt, mit dem die Bauteillebensdauer für spezifische Anwendungsfälle präzise und kosteneffizient prognostiziert werden kann. Um die Anwendbarkeit im industriellen Umfeld zu gewährleisten soll die Prognoselogik über eine prozessübergreifenden und systemneutrale Service-Architektur, basierend auf einem Systemmodell, abgebildet werden. Damit kann die entwickelte Lösung in die bestehenden IT-Systeme (CAD, FEM, ...) von Unternehmen implementiert werden.

Projektziel

In diesem Vorhaben soll ein anwenderorientiertes Lebensdauerprognosesystem für Elastomerbauteile entwickelt werden, das mit geringem Prüfaufwand durchführbar ist. Für KMU, welche die Kapazitäten zum Vorantreiben eigener Forschung häufig nicht aufbringen können, erhoffen sich dadurch neue Möglichkeiten hinsichtlich Service- und Produktoptimierung. Der gesamte Prognoseprozess wird softwareseitig über eine schnittstellenoffenen Plattformlösung abgebildet. Damit ist die Implementierung des Systems in bestehende IT-Systeme (CAD, FEM, etc.) von Unternehmen möglich. Neben der Substitution von zeit- und kostenintensiven zerstörenden Bauteilprüfungen, können präzise Angaben zu Wartungs- und Austauschintervallen auf Basis der Lebensdauersimulation getroffen werden. Hiermit wird die Grundlage für neue Geschäftsmodelle geschaffen (Product-as-a-Service). Die Möglichkeit der virtuellen Lebensdauersimulation kann zudem für eine beanspruchungsgerechte Geometrieoptimierung hinsichtlich der Lebensdauer herangezogen werden, um den Materialeinsatz zu optimieren (Design for X).

Zeitraum

01.03.2022 bis 29.02.2024

Projektträger

Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF)