Großflächige Verbundstrukturen, wie sie in der Luft- und Raumfahrt sowie in Offshore-Windenergieanlagen eingesetzt werden, erfordern effektive Verbindungstechniken, wobei Schrauben eine zentrale Rolle spielen. Die Erstellung hochauflösender Finite-Elemente (FE)-Modelle dieser Verbindungen ist jedoch extrem rechenaufwendig. Die präsentierte Studie schlägt einen alternativen Ansatz vor, der durch den Einsatz von Submodellierung mit Schalen- und Balkenelementen den Simulationsprozess beschleunigt.
Die Verhaltensdaten einzelner FE-Modelle werden in ein Feed Forward Neural Network (FFN) eingespeist, das anschließend in ein zweiknotiges Benutzerelement integriert wird. Dieses hybride Modell ermöglicht es, das nichtlineare Verhalten von Schraubenverbindungen mit hoher Genauigkeit zu simulieren, während der Rechenaufwand drastisch reduziert wird.
Durch diese Methode wird es möglich, große Strukturen mit vielen Schrauben effizient zu simulieren und das volle Potenzial von Verbundwerkstoffen auszuschöpfen. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt für die numerische Modellierung in der Luft- und Raumfahrttechnik sowie in anderen Ingenieuranwendungen dar.
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