DIC-Based Finite Element Model Validation: A Practical Case Study for In-Plane Loading of A Composite Laminate

Dieser Artikel befasst sich mit der Validierung von Finite-Elemente-Modellen (FE) mittels digitaler Bildkorrelation (DIC) gemessener Deformationsfelder, wobei der Schwerpunkt auf einer praktischen Fallstudie liegt, die die In-Plane-Belastung eines Verbundlaminats beinhaltet. Die Studie betont die Bedeutung einer präzisen Modellvalidierung in der industriellen Produktentwicklung und diskutiert verschiedene Ansätze, darunter Datenzersetzung, Registrierung von FE- und DIC-Daten und numerische Deformationstechniken. Der Artikel beleuchtet die Grenzen bestehender Methoden, insbesondere die veraltete Praxis der Datenreduzierung und die mangelnde Berücksichtigung von DIC-Unsicherheiten. Es wird ein "DIC-Nivellierungsansatz" eingeführt, der numerisch verformte Speckle-Bilder erzeugt, um den Tiefpass-Filtereffekt des DIC-Algorithmus zu replizieren und sicherzustellen, dass die räumlichen Auflösungen von DIC und FE aufeinander abgestimmt sind. Die Studie untersucht auch die Messung konstitutiver Parameter, das Vorhandensein permanenter Stämme und die Schaffung eines digitalen Zwillings (DT) zur Validierung des FE-Modells. Die Ergebnisse zeigen die Effektivität des DIC-basierten Ansatzes bei der Identifizierung von Modellfehlern und den Auswirkungen von Randbedingungen und DIC-Schallbodenheterogenität auf die Validierungsqualität. Der Artikel schließt mit der Diskussion des Potenzials zur weiteren Verbesserung des FE-Modells durch die Einbeziehung eines fortgeschrittenen zusammengesetzten konstitutiven Modells und der Verifizierung des Validierungsansatzes für komplexere Fälle.