Versagenskriterium
Das Kriterium der maximalen Spannung gilt für Verbundstoff-Schalen.
Ein Versagen nach dem Kriterium der maximalen Spannung liegt vor, wenn die Spannung in einer der Hauptmaterialrichtungen die Festigkeit in dieser Richtung überschreitet. Zuerst berechnet das Programm den Spannungszustand insgesamt in den globalen Koordinaten. Anschließend berechnet es die Spannung entlang der Hauptmaterialrichtungen für jede Lage durch Anwendung einer Koordinatentransformation.
Das Programm nimmt für eine Lage einen Zustand planarer Spannung (2D-Annahme) an, der durch folgende Festlegungen bestimmt ist: σ3 =0, τ13 =0, τ23 =0. Der Versagensindex (FI) wird wie folgt berechnet:
Das Programm ermittelt einen Sicherheitsfaktor von 1 / (FI). Damit ein Laminat als sicher gilt, sollte der Sicherheitsfaktor größer als 1 sein.
wobei:
X1 steht für die Zugfestigkeit in der Materialrichtung 1
X2 steht für die Zugfestigkeit in der Materialrichtung 2
S12 bezeichnet die Schubfestigkeit.
Materialrichtungen von Verbundstoff-Lagen enthält eine Definition der Materialrichtungen 1 und 2.
Dabei gilt Folgendes:
X1 = X1T if σ1 > 0
X1 = X1C if σ1 < 0
X2 = X2T if σ2 > 0
X2 = X2C if σ2 < 0
Die hochgestellten Buchstaben T und C bezeichnen die Zugfestigkeit (T) bzw. Druckfestigkeit (C).
Das Kriterium der maximalen Spannung:
- Berücksichtigt nicht die Interaktionen zwischen verschiedenen Spannungskomponenten, wie den oben angegebenen Gleichungen zu entnehmen ist.
- Liefert Vorhersagen für bestimmte Versagensmodi, da die Spannung in jeder Hauptmaterialrichtung mit der Festigkeit in dieser Richtung verglichen wird.