FiberMath – Realistische Mikrostrukturen für faserverstärkte Verbundwerkstoffe

Unser Softwaretool »FiberMath« ermöglicht das Erzeugen von realistischen Mikrostrukturen, die als Grundlage für eine virtuelle Materialcharakterisierung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen dienen. Diese digitale Charakterisierung stellt eine effiziente und kostengünstige Alternative zu traditionellen physikalischen Tests dar. Die mit »FiberMath« erzeugten Strukturen bilden die Geometrie faserverstärkter Verbundwerkstoffe präzise und zuverlässig ab. 

Das experimentelle Charakterisieren faserverstärkter Verbundwerkstoffe ist aufwendig und teuer. Das liegt an ihrer hohen lokalen Variabilität (Unterschiede in der Struktur an verschiedenen Stellen) und Anisotropie (richtungsabhängige Eigenschaften wie Zugfestigkeit oder Steifigkeit). Virtuelle Tests bieten hier eine effiziente Alternative: Sie ergänzen physische Messungen durch computergestützte Tests an digital erzeugten Mikrostrukturen.
 

Warum virtuelle Tests?

Damit virtuelle Tests und Materialoptimierungen aussagekräftig sind, müssen Geometrien im Mikrometermaßstab realistisch abgebildet werden. Die Vielfalt der Fasergeometrien – die sich bezüglich der Faserausrichtung, der Längenverteilung bis hin zur Krümmung und dem Volumengehalt unterscheiden – stellt dabei eine große Herausforderung dar. Obwohl digitale Bilder, z. B. aus der Mikrocomputertomografie, detaillierte Einblicke bieten, können sie nicht den gesamten Parameterbereich möglicher Fasergeometrien abdecken. Hier kommen synthetische Digitale Zwillinge ins Spiel, die diese Lücke schließen.