Process simulation of wet compression moulding for continuous fibre-reinforced polymers

Entwicklungsansätze für den systemeffizienten Leichtbau vereinen Werkstoff-, Prozess- und Methodenverständnis. Dies gilt im Besonderen für endlosfaserverstärkte Kunststoffe (FVK), die hohe gewichtsspezifische Materialeigenschaften bieten und lastpfadoptimierte Konstruktionen ermöglichen. Diese Dissertation widmet sich dem Verständnis und der Modellierung der Nasspresstechnologie, um die Groß-serienproduktion von endlosfaserverstärkten Strukturbauteilen zu unterstützen. Nasspressen kombiniert gleichzeitiges Drapieren und Infiltrieren während der Verarbeitung, was vergleichsweise geringe Werkzeuginnendrücke (< 20 bar) und Zykluszeiten (< 3 min) ermöglicht. Der erste Teil dieser Arbeit (siehe Kapitel 2) fokussiert sich auf eine systematische Analyse der relevanten, physikalischen Prozessmechanismen. Versuche mit einem transparenten Werkzeug ermöglichen eine in-situ-Visualisierung des Fließfrontverlaufs während der Formgebung. Die Versuche verdeutlichen die starke Wechselwirkung zwischen Drapierung und Infiltration während der Verarbeitung. Diese Wechselwirkung wird durch herkömmliche, sequenzielle Modellierungsansätze nicht erfasst. Der zweite Teil (siehe Kapitel 3) widmet sich der Bewertung des Einflusses der niedrigviskosen Infiltration auf relevante Deformationsmechanismen. Hierzu werden neuartige und modifizierte Prüfstände verwendet, um das trockene und infiltrierte Membran-, Biege-, Kompaktierungs- und Kontaktverhalten zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Infiltration mit einer niedrigviskosen Matrix die Reibung zwischen und innerhalb der Rovings signifikant verringert, was direkt auch die Scherfestigkeit, Biegesteifigkeit und tangentiale Kontaktspannungen reduziert. Die verbesserte Drapierbarkeit ermöglicht komplexere Bauteilgeometrien. Jedoch induziert die Infiltration auch eine Ratenabhängigkeit, die die Umformbarkeit des Textiles bei höheren Viskositäten und Verarbeitungsgeschwindigkeiten gleichermaßen verschlechtern kann. Die Relevanz dieser experimentellen Erkenntnisse für die Prozessmodellierung werden anhand von Modellen bewertet und abschließend an einem komplexen Demonstrator validiert. Simulationen zeigen, die Infiltration sollte bei der Beschreibung des Membran- und Biegeverhaltens berücksichtigt werden. Die Kompaktierung ist zudem für eine genaue Vorhersage des lokalen Faservolumengehalts entscheidend. Demgegenüber ist eine herkömmliche Kontaktmodellierung zwischen Halbzeug und Werkzeug ausreichend, da nur relativ geringe Spannungen auftreten. Im dritten Teil dieser Arbeit (vgl. Kapitel 4) wird ein monolithischer Simulationsansatz für die kombinierte Textilumformung und Harzinfiltration entwickelt, der auf der Äquivalenz des Fourierschen Gesetzes für die Wärmeleitung und des Richardschen Gesetzes für die Durchströmung eines porösen Mediums beruht. Das Prozessmodell basiert auf überlagerten finiten Elementen zur Beschreibung der Einzelschicht. Die Verwendung von Kontinuumsschalen ermöglicht eine Berücksichtigung der Kompaktierung während der Umformung. Ein entwickeltes Fluid-Element (User-Element) beschreibt die dreidimensionale Harzausbreitung unter Berücksichtigung des aktuellen Verformungszustandes und der Faserorientierung. Auf diese Weise wird eine vollständig gekoppelte Analyse in \textsc{Abaqus} für eine gemeinsame explizit formulierte Lösung von Verformungs- und Druckfeld genutzt. Der experimentelle Vergleich zeigt eine gute Vorhersagegüte. Die inhärente Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) im Nasspressen kann zu unerwünschten Prozessdefekten wie strömungsinduzierter Faserverschiebung (eng: FiFD) führen. Dies kann negative Auswirkungen auf Infiltration und strukturellen Eigenschaften des fertigen Bauteils haben. Im letzten Kapitel der Arbeit wird die numerische Vorhersage von FiFD untersucht (siehe Kapitel 5). Zu diesem Zweck wird ein beidseitige FSI implementiert und validiert. Ein Vergleich mit experimentellen Ergebnissen zeigt eine gute Vorhersagegüte von FiFD während der viskosen Kompaktierung. Die Erkenntnisse dieser Arbeit unterstützen eine frühzeitige zeit- und kosteneffiziente Prozess- und Produktgestaltung. Die Ergebnisse verdeutlichen die Anwendbarkeit und Validität der entwickelten Methoden. Sie zeigen aber gleichermaßen wichtige Forschungs- und Implementierungsfelder wie Wärmetransport und Aushärtung auf

Process simulation of wet compression moulding for continuous fibre-reinforced polymers

Interdisciplinary development approaches for system-efficient lightweight design unite a comprehensive understanding of materials, processes and methods. This applies particularly to continuous fibre-reinforced plastics (CoFRPs), which offer high weight-specific material properties and enable load path-optimised designs. This thesis is dedicated to understanding and modelling Wet Compression Moulding (WCM) to facilitate large-volume production of CoFRP structural components

Process simulation of wet compression moulding for continuous fibre-reinforced polymers

Interdisciplinary development approaches for system-efficient lightweight design unite a comprehensive understanding of materials, processes and methods. This applies particularly to continuous fibre-reinforced plastics (CoFRPs), which offer high weight-specific material properties and enable load path-optimised designs. This thesis is dedicated to understanding and modelling Wet Compression Moulding (WCM) to facilitate large-volume production of CoFRP structural components

Trust in Food in Europe. A comparative analysis

In the wake of the turbulence around food related topics in Europe over the past couple of decades, consumer trust has become a key issue. A number of previous surveys have shown considerable variation in the levels of trust in different European countries and regions of Europe; whether the topic is trust in political and social institutions in general, trust in food, or trust associated with particular food related issues like genetically modi fied food crops or BSE. The TRUSTINFOOD research programme takes these variations and fluctuations as a point of departure, aiming at a better understanding of the dynamics behind, and the implications of, such processes. To achieve these ends we have carried out representative surveys as well as institutional studies in six European countries: Den mark, Germany, Italy, Norway, Portugal, and the GB

Financial Well-Being

Denne rapporten handler om ‘financial well-being’ — økonomisk trygghet på norsk. Studien føyer seg inn i en fagtradisjon som omfatter begreper som ‘økonomisk integrasjon’, ‘financial literacy’ og ‘financial capability’, og er en videreføring av disse perspektivene på personlig økonomi i velferdsstaten. Etter en gjennomgang av tidligere publikasjoner på feltet, defineres økonomisk trygghet som «… hvorvidt man er i stand til å møte alle sine nåværende forpliktelser og behov innenfor gode økonomiske rammer, og samtidig ha økonomisk bærekraft til å opprettholde dette i fremtiden.» Deretter presenteres en teoretisk modell for hvordan fenomenet best kan analyseres for å identifisere de viktigste mekanismene bak den ulike fordelingen av økonomisk trygghet i befolkningen.  De empiriske analysene er basert på et landsrepresentativt datasett fra oktober 2016. Etter en beskrivelse av empirisk strategi, og metodisk tilnærming, presenteres fire regresjonsanalyser — én for hver av de tre underliggende dimensjonene overholde økonomiske forpliktelser’, ‘økonomisk trygghet i nåtiden’ og ‘økonomisk bærekraft i fremtiden’, samt én for økonomisk trygghet sett under ett. Et hovedfunn er at fenomenet har særlig sammenheng med tre atferdstyper: ‘behersket forbruk’, ‘aktiv sparing’ og ‘ikke lånefinansiere løpende utgifter’. Dessuten har innstillingen om at man selv har kontroll over eget liv stor betydning. Utover dette veier sosioøkonomiske forhold som inntekt, alder, utdanning og arbeidsmarkedstilknytning tungt, dog i noe varierende grad i de tre underliggende dimensjonene. Effektene av økonomiske kunnskaper og erfaringer synes å være små, men dette kan også ha sammenheng med at datatilfanget er svakt på disse områdene.  For bedre å forstå fenomenet økonomisk trygghet, presenteres også én regresjonsanalyse for hver av de seks atferdstypene: ‘behersket forbruk’, ‘aktiv sparing’, ‘ikke lånefinansiere løpende utgifter’, ‘økonomisk planlegging’, ‘kontroll med inntekter og utgifter’, og ‘informerte produktvalg’. Resultatene viser at variable klassifisert som psykologiske faktorer gjennomgående har stor effekt. Men også her har både sosioøkonomiske forhold og økonomiske kunnskaper og erfaringer varierende betydning for de ulike atferdstypene.  Analysene i denne rapporten er et første skritt på veien mot en bred forståelse av hva økonomisk trygghet innebærer i et moderne forbrukersamfunn, hvilke faktorer som påvirker graden av trygghet, og hvilke tiltak som er mest effektive for å øke den økonomiske tryggheten i befolkningen. En ny datainnsamling og dybdeanalyser med utgangspunkt i en videreutvikling av den teoretiske modellen er planlagt for 2017-2018. I den forbindelse samarbeider teamet bak rapporten med utvalgte miljøer i både Storbritannia, USA og Australia. Based on an extensive literature review and re-analysis of existing qualitative data, this report offers a working definition and an a priori conceptual model of financial well-being and its possible determinants. Using survey data from Norway (2016), ten regression models have been conducted to identify the key drivers of financial well-being and enhance the understanding of the underlying mechanisms responsible for the unequal spread of well-being across the population. The preliminary analyses in this report were consistent with both the definition and the model, albeit with some nuances and unexplained effects. The empirical analysis identified three sub-domains of financial well-being. It was found that all three measures share three behaviours as their main drivers: ‘active saving’, ‘spending restraints’ and ‘not borrowing for daily expenses’. Also, ‘locus of control’ stood out as an important explanatory variable, with significant impacts on all three levels of well-being. Beyond that, some distinguishing characteristics were identified for each of the measures

Systematic approach for the development of an FE-based process simulation framework for wet compression moulding of continuously reinforced composites

Wet compression moulding (WCM) provides large-scale production potential for continuously fibre reinforced structural components as a promising alternative to resin transfer moulding (RTM). Lower cycle times are enabled by parallelisation of the key process steps draping, infiltration and curing during moulding, which is called viscous draping. Experimental and theoretical investigations prove strong mutual dependencies between the physical mechanisms, especially between the resin (fluid) and the stacked laminate [1-4]. To enable a time and cost efficient product and process development throughout all design stages, accurate process simulation tools are desirable. Hitherto, a lack of systematic investigation and understanding of these mutual dependencies prevent further development of suitable numerical methods. Existing sequential draping and mould filling simulations models that are suitable for the RTM process cannot be directly applied to the WCM process, due to the above outlined physical couplings [5]. Numerical approaches published within the field of liquid composite moulding (LCM) [6] or vacuum assisted processes [7] already contain fluid-structure-interaction approaches. However, they cannot be applied either, since they cannot account for desired forming behaviour (large deformations, large contact area and boundary condition), which is necessary for WCM process

Betalingsproblemer som sosialt fenomen

Prosjektnotatet går igjennom ulike måter å definere og måle gjelds- og betalingsproblemer på. Hovedfunn i forskningen vedrørende fenomenets årsaker og virkninger oppsummeres. Også gjeldsordninger og mestring av betalingsvansker diskuteres. Til slutt vurderes nye signaler av betydning for fenomenet. Tilknyttede prosjekter Gjeldsproblematik