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Einsatz von Komposit-Hexeaderelementen für die Finite-Elemente-Analyse von Faserverbunddeckschichten

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Hüter, Florian ; Glamsch, Johannes ; Brütting, Stephan ; Rieg, Frank:
Einsatz von Komposit-Hexeaderelementen für die Finite-Elemente-Analyse von Faserverbunddeckschichten.
In: Rieg, Frank ; Kleinschrodt, Claudia (ed.): Tagungsband : 21. Bayreuther 3D-Konstrukteurstag. - Bayreuth , 2019
ISBN 978-3-00-062532-9

Abstract in another language

Aufgrund des hohen Leichtbaupotentials nimmt die Bedeutung der Sandwichbauweise in vielen technischen Branchen immer weiter zu 1. Typische Anwendungsbereiche liegen beispielsweise im Fahrzeugbau, der Energietechnik oder in der Fassadengestaltung. Die ge-zielte Kombination von Schaum- und Faserverbundmaterialien f{\"u}r die Kern- bzw. Deckschicht des Sandwiches bietet ein hohes Potential zur Gewichtsersparnis, bedingt jedoch gleichzeitig einen anspruchsvollen Auslegungsprozess f{\"u}r den Konstrukteur. Neben den globalen Kenn-gr{\"o}{\ss}en, wie dem Fl{\"a}chengewicht oder der Bauteilsteifigkeit, spielen auch lokale Effekte wie z. B. Spannungsspitzen an Krafteinleitungspunkten oder entlang der Kontaktstellen zwischen verschiedenen Lagen, eine entscheidende Rolle im Auslegungsprozess f{\"u}r die Beurteilung des Bauteilversagens. Eine analytische Herangehensweise {\"u}ber die Plattentheorie eignet sich dabei nur bedingt, weshalb numerische Methoden, wie die Finite Elemente Analyse, zum Ein-satz kommen 2. F{\"u}r die Berechnung von Faserverbunddeckschichten gibt es grunds{\"a}tzlich verschie-dene Modellierungsans{\"a}tze im Rahmen einer Finiten Elemente Analyse. Eine M{\"o}glichkeit be-steht darin, jeweils jede Lage der Faserverbunddeckschichten explizit mit Finiten Elementen zu diskretisieren 3,4. Alternativ dazu l{\"a}sst sich der gesamte Laminataufbau durch eine ein-zelne Elementschicht aus Komposit-Hexaedern abbilden 3,5. Im Rahmen dieses Beitrags werden beide Modellierungsans{\"a}tze anhand von Vergleichsrechnungen mit der freien Finite Elemente Software Z88Aurora{\circledR} n{\"a}her untersucht. Dabei werden die Methoden im Hinblick auf die Recheneffizienz und die Abbildungsgenauigkeit hinsichtlich der Bauteilsteifigkeit und -spannungen sowie des Bauteilversagens gegen{\"u}bergestellt und bewertet. Literaturverweise: 1 Vinson, J. R.: Sandwich Structures. Applied Mechanics Reviews, 2001, 54. Jg., Nr. 3, S. 201-214. 2 Barbero, E. J.: Finite element analysis of composite materials. CRC Press, 2007. 3 Dassault Systemes: Abaqus analysis user's guide. Solid (Continuum) Elements, 2014, 6. Jg. 4 H{\"o}rmann, M.: Nichtlineare Versagensanalyse von Faserverbundstrukturen. Dissertation Univ. Stuttgart: 2002. 5 Mac Donald, B. J: Practical stress analysis with finite elements. Glasnevin publishing, 2007.

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Item Type: Article in a book
Refereed: No
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD > Chair Engineering Design and CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 23 Sep 2019 08:28
Last Modified: 23 Sep 2019 08:32
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/52351