Generierung gestrickter und gewirkter Textilstrukturen
GeoApp: TexMath
Neben gewebten Strukturen bieten Strick- und Wirkwaren eine Vielzahl an speziellen Anwendungsmöglichkeiten in Filtration, Wärmeisolation und Geräuschdämpfung in Automotive-, Prozess- sowie Energieindustrie. Ihre komplexe Maschenstruktur erlaubt dabei einen hohen Gestaltungsspielraum – nicht zuletzt durch die Erweiterung der flächigen Strukturen um eine dritte Dimension in Abstandsgewirken.
Die virtuelle Auslegung und Testung der Textilien mithilfe von Simulationen ermöglicht einen effizienten und ressourcenschonenden Designprozess. Dadurch wird sowohl eine beschleunigte als auch nachhaltigere Prototypenentwicklung technischer Gestricke und Gewirke erzielt.
Generierung einer gestrickten oder gewirkten Struktur
- Genaue Beschreibung der Textilgeometrie
- Garndurchmesser
- Anzahl der Reihen pro Länge
- Anzahl der Nadeln pro Länge
- Schichtabstände
- Kombination verschiedener Garntypen
Akustik: Geometrieabhängige Absorptionseigenschaften
- Geräuschdämpfung z.B. im Automotive Sektor
- Nachbildung des Kundtschen Rohres mit mehrlagigen
Gestricken - Optimierung der Gestrick Parameter für gewünschte
Absorption im Hallraum
Filtrationseigenschaften und Luftdurchlässigkeit
- Analyse der Porosität der Textilstruktur
- Einfluss der Maschendichte auf die
Filtrationseffizienz - Virtuelle Messung der Luftströmung durch
die Textilstruktur
(a) Luftströmung senkrecht zur Textilebene
(b) Luftströmung zwischen Textilschichten
GeoApp Features
Virtuelle Strukturerzeugung
Die TexMath GeoApp ermöglicht die Generierung realistischer Mikrostrukturen für Gestricke und Gewirke mit gewünschten Abmessungen und Spezifikationen. In Kombination mit Modulen wie FilterDict, ConductoDict oder AcoustoDict erlaubt dies die einfache Berechnung effektiver Filtrations-, Isolations- und Absorptionseigenschaften des Textils sowie die Designoptimierung für den jeweiligen Anwendungsfall – ohne die Notwendigkeit physischer Experimente.
Die folgenden Parameter können neben dem Maschenmuster für jeden Textiltyp vorgeschrieben werden:
- Garndurchmesser
- Anzahl der Reihen pro Länge
- Anzahl der Nadeln pro Länge
- Schichtabstände: In mehrlagigen Textilien (z.B. Abstandsgewirken) ist die Distanz zwischen einzelnen Textilschichten festlegbar
Die periodischen Strukturen können mit beliebiger Anzahl periodischer Wiederholungen und gewünschter Diskretisierung erzeugt werden.
Mit der TexMath GeoApp kann der Benutzer mühelos eine Vielzahl von gestrickten und gewirkten Textilstrukturen unter Variation von Geometrieparametern generieren. Erzeugbare Geometrien reichen von bewährten flächigen Maschenwaren zu innovativen dreidimensionalen Abstandsgewirken.
Dies gewährleistet eine umfassende, anwendungsspezifische Analyse und Optimierung der Textilstruktur.
Ausblick: Simulation großer Deformationen unter Berücksichtigung von Garn-Garn Kontakten
Vor allem bei gestrickten Strukturen sind Deformationen von stark nichtlinearer Natur. Das liegt zum einen an den nichtlinearen Kraft-Dehnungsverhalten der eingesetzten Strickgarne und zum anderen an der großen Umorientierung der Struktur durch freies Gleiten von Garnen an Kontaktstellen.
Die mechanischen Löser von TexMath erlauben Zug-, Scher- und Biegeexperimente mit den generierten Strukturen. Dabei liegt ein Alleinstellungsmerkmal der numerischen Methoden in der Abbildung von Gleitkontakten und der Effizienz durch den Einsatz von Dimensionsreduktionsansätzen. Dadurch lassen sich nicht nur mechanische Kenngrößen des Textils simulativ bestimmen, sondern auch Kopplungen, etwa Strömungssimulationen in deformierten Zuständen, sind möglich.
Mechanische Simulationen sind bereits jetzt mit der externen Software TexMath möglich und für zukünftige Versionen der GeoApp geplant.
Diese Module und GeoApps werden oft mit der TexMath GeoApp kombiniert:
| Import & Bildverarbeitung | |||
| Bildanalyse | |||
| Materialmodellierung | |||
| Simulation & Vorhersage | FlowDict | ConductoDict | AcoustoDict |
| Schnittstellen |
Welche Module für Sie am besten passen, ist abhängig von der Art Ihrer Anwendung.