Automatisierte Erstellung von Materialmodellen für die integrative Simulation anisotroper Kunststoffe mit Hilfe von KI-Modellen (anisotroKI)

Abstract

Das Projekt "anisotroKI" widmet sich der Herausforderung, anisotrope Materialmodelle für faserverstärkte Thermoplaste effizient und zugänglich zu erstellen. Aufgrund der im Spritzgussprozess entstehenden Faserorientierungen weisen solche Materialien ein stark richtungsabhängiges (anisotropes) mechanisches Verhalten auf. Für eine realitätsnahe Bauteilauslegung ist eine Kopplung von Herstellungsprozess (Füllsimulation) und mechanischer Bewertung (Struktursimulation) erforderlich. Ein zentraler Bestandteil solcher Simulationen ist die Kalibrierung von Materialmodellen. Diese erfolgt klassisch durch den iterativen Abgleich von experimentellen Daten (z. B. Zugversuche an Probekörpern) mit Simulationsergebnissen. Dies ist jedoch mit einem hohen Zeitaufwand und erheblichem Expertenwissen verbunden. Das Projekt verfolgte demnach das Ziel, die bisherigen FE-Simulationen durch KI-Modelle zu substituieren und diese sukzessive in eine existierende Softwarelösung zu implementieren. Der vorliegende Ansatz zielt darauf ab, die Kalibrierung anisotroper Materialmodelle weitgehend zu automatisieren, ohne den Einsatz zusätzlicher Spezialsoftware zu erfordern. Diese Vorgehensweise bedingt eine Reduktion der Kosten, eine Senkung der Anforderungen an spezialisiertes Fachwissen und ermöglicht auch kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zu integrativen Simulationen.