Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWMMit neuesten mathematischen Modellen berechnet das Softwaretool TexMath seit Kurzem auch Geflechte und insbesondere geflochtene Schläuche. Diese kommen in vielen Branchen und Anwendungen zum Einsatz: Kabel, die zu deren Schutz und Stabilität mit einem Textilschlauch umhüllt werden, ein defektes Rohr, das durch einen textilen Schlauch repariert wird, aber auch Strümpfe und Bandagen – für all das liefert TexMath passende Simulationen.
Faltenbildung in Schläuchen
© iStockphoto / Fraunhofer ITWM
Mit TexMath Faltenbildung in Schläuchen simulieren
TexMath berechnet geflochtene Schläuche
TexMath berechnet Schlaucheigenschaften für jede textile Struktur. Gestrickte und geflochtene Schläuche werden so beispielsweise hinsichtlich ihrer Festigkeit vergleichbar. Darüber hinaus lässt sich vorhersagen, wie sich bestimmte Falten oder Biegungen auf das Material auswirken.
Zahlreiche Einsatzbereiche für Schläuche und Geflechte
Schläuche werden in der Bauindustrie, der Medizin oder der Fahrzeugindustrie verwendet. So simulieren unsere mathematischen Modelle beispielsweise die Faltenbildung von Drainageschläuchen, die zur Rohrsanierung zum Einsatz kommen.
Durch Methoden der Dimensionsreduktion lässt sich die Faltenform in Abhängigkeit von Schlauchradius, Rohrkrümmung, Schlauchdicke und effektive Textileigenschaften prognostizieren. Auch Abdichteschläuche können simuliert und überprüft werden.
Auch die Festigkeit von Verbundschläuchen, die aus einer Kunststoff- oder Gummimatrix bestehen und mit einer textilen Struktur umhüllt werden, lässt sich simulieren. Zusätzlich ist die Simulation des Imprägnierverfahrens eines Textils möglich. Die aufgetragene Schicht kann beispielsweise zwischen zwei Kunststoffschichten liegen oder sie wird von außen aufgebracht.
Kraftauswirkung auf Verbundmaterial simulieren
Bei Lastaufbringung ist es besonders wichtig, das Textil- und Kunststoffverhalten getrennt voneinander zu betrachten, deren Interaktion miteinzubeziehen und richtige Festigkeitsmodelle zu berücksichtigen sowie alle involvierten Skalen, bis hin zu den Garnkontakten. So kann die Auswirkung von Kräften auf ein Verbundmaterial besser verstanden werden. Weiterhin ist es wichtig zu verstehen, welche Auswirkungen das endgültige Versagen eines Schlauchs mit sich bringt. Durch dieses Wissen kann man das Schlauchdesign auf allen Skalen optimieren.
TexMath – Faltenbildung beim Passieren einer Ecke im Rohr
Schlauch unter Schlagbelastung
TexMath optimiert Produktentwicklung
Hier kann man optimale Kombinationen aus den Textilstrukturen in jeder Textilklasse, d.h. , ein- oder mehr-lagige Gewebe, Geflechte, Gestricke, Gewirke, und Garne testen. Die Bruchkriterien unterscheiden sich je nach Steifigkeitsunterschieden zwischen dem Schlauch und dem Füllmaterial. Hier kann TexMath verschiedene Szenarien modellieren, simulieren und für jede Textil- und Matrix-Klasse optimale Garne und Muster finden.
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