Entwicklung einer Methode zur Generierung und Bewertung von geblendeten FVK-Lagenaufbauten

Abstract

In dieser Arbeit wird eine innovative Methode vorgestellt, mit der unabhängige Laminatabschnitte effektiv auf mögliche kontinuierliche Lagen untersucht werden können. Dieses Erzeugen von kontinuierlichen Lagen innerhalb einer Laminatstruktur wird im Allgemeinen als Blending bezeichnet. Im Gegensatz zu konventionellen Ansätzen, bei denen bereits bei der Rücktransformation von Laminatparametern in diskrete Lagenaufbauten Anforderungen bezüglich kontinuierlicher Lagen definiert werden, führt diese Methode das Blending als Nachbearbeitungsschritt durch. Das Schlüsselkonzept besteht darin, eine Blendingmatrix zu erstellen, die Positionsinformationen über potenzielle kontinuierliche Lagen zwischen den einzelnen Abschnitten erfasst, welche dann in ein Graphobjekt umgewandelt wird, um verschiedene Blendingmöglichkeiten mit einem Suchalgorithmus zu finden. Anhand mehrerer Beispiele zeigt der Autor, dass die Methode in der Lage ist, alle möglichen Blendinglösungen zwischen zwei symmetrischen Laminatabschnitten mit fünfzig individuellen Lagen in weniger als einer Minute zu finden. Zusammen mit einem neuen Blendingkriterium wird die Methode in einen Optimierungsprozess integriert, um die Fähigkeit zu demonstrieren, geblendete Laminatabschnitte aus strukturell optimierten Laminatparametern zu finden.

This thesis introduces an innovative laminate blending recovery method for effectively blending independent laminate sections. Unlike conventional approaches, which involve defining blending constraints during the retransformation of lamination parameters into discrete stacking sequences, this method performs blending as a post-processing step. The key concept involves creating a blending matrix to capture positional information about potential continuous plies between stackings, which is then transformed into a graph object to explore diverse blending possibilities with an established search algorithm. Through multiple examples, the author shows the method’s capability of finding all possible blending solutions between two symmetric laminate sections with fifty individual plies in under one minute. Together with a new blending criterion, the method is integrated into an optimization process to showcase the ability to find blended laminate sections from structurally optimized lamination parameters.