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Spannungsanalyse für Verbundstoff-Schalen

Spannung auf oberer oder unterer Fläche einer jeden Lage

Verschiebungs- und Dehnungsfelder haben bei einem Verbundstoff einen stetigen Verlauf über die gesamte Dicke. Spannungsfelder hingegen zeigen in der Regel aufgrund unterschiedlicher Materialeigenschaften und -ausrichtungen einen nicht-stetigen Verlauf. In der folgenden Abbildung wird beispielsweise die typische Variation der Längsdehnung und -spannung über die Dicke des Verbunds unter den Bedingungen reiner Biegung illustriert. Der Spannungsverlauf weist an der Grenzschicht zwischen zwei Lagen einen Sprung auf.

Sie können die Spannung für jede Lage separat an der unteren und oberen Fläche darstellen.

Maximale Spannung über alle Lagen

Sie können die maximalen Spannungswerte für die angegebene Komponente (Hüllkurvendarstellung) über alle Lagen darstellen. Dabei wird für jeden Knoten die maximale Spannung über alle Lagen (einschließlich oberer und unterer Fläche) dargestellt.

Spannung entlang von Materialrichtungen

Sie können die Spannung für jede Lage entlang der Richtung der Lagenausrichtung oder der Querrichtung dazu (auf der Oberfläche) darstellen.

Interlaminare Schubspannung

Neben den für Nicht-Verbundstoff-Modelle verfügbaren Spannungskomponenten können Sie auch die interlaminare Schubspannung am Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Lagen darstellen. Interlaminare Schubspannungen entstehen in einem Verbund aufgrund der Elastizitätseigenschaft und nicht übereinstimmender Lagenwinkel in unterschiedlichen Lagen. Hohe interlaminare Schubspannungen führen zur Delaminierung des Verbunds (Brüche in der Grenzschicht zwischen angrenzenden Lagen). Eine Delaminierung bedeutet eine Trennung der Schichten und damit letztendlich eine Auflösung des Verbunds.

Interlaminare Schubspannungen werden im lokalen Koordinatensystem dargestellt. Informationen zum Verständnis des lokalen Koordinatensystems für die einzelnen Schalenflächen finden Sie unter Lagenwinkel.


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