Kann mir jemand sagen, wie ich die Festigkeit von Faserverbundwerkstoffen im quasiisotropen Aufbau ermittle? Gibt es da eine einfache Berechnung bzw. ein Programm wie eLamX der TU Dresden für die Ermittlung des E-Moduls?
Danke!
Hallo Thomas,
leider ist die Versagensberechnung für langfaserverstärkte Verbundwerkstoffe alles andere als trivial. Wie überall in der Physik arbeitet man mit Modellen und Modelle sind niemals richtig oder falsch, sondern nur brauchbar oder unbrauchbar.
Bei dem Versagensverhalten von Faserverbundwerkstoffen haben sich die schlausten Köpfe der Welt zusammengetan, um herauszufinden, welches Modell die Realität am besten beschreibt. Das Ergebnis lautet, dass es schon gute und weniger gute Ansätze gibt, schlußendlich jedes Modell aber in einigen Anwendungen besser, in anderen weniger gut arbeitet.
http://books.google.de/books?hl=de&lr=&id=KPx-z1RDnc…
Besonders schwierig sind Fälle großer Bruchdehnung (z.B. reines ±25° Laminat), da hier bei der Verformung die Fasern ihren Winkel derart stark ändern, dass es in der Berechnung berücksichtigt werden muss, was eine iterative Rechnung erfordert.
Bei quasiisotropen Laminaten und reinen Zugproben bekommst du mit herkömmlichen Verfahren (Tsai-Wu, Tsai-Hill, etc.) bereits halbwegs brauchbare Ergebnisse,
http://de.wikipedia.org/wiki/Tsai-Wu-Kriterium
bei komplexeren Anwendungen kann z.B. Puck eingesetzt werden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Versagenskriterien_f%C3…
Hier wird die Bruchebene mit einbezogen, was eine Vielzahl von Berechnungen erfordert.
Bei vielen FEM-Programmen sind diese Verfahren bereits implementiert und leicht aufrufbar oder es besteht die Möglichkeit, dass man Benutzerprozeduren implementieren kann.
Eigenständige Programme gibt es auch viele, die aber teilweise z.B. von Universitäten entwickelt worden und nicht allgemein verfügbar sind. Vom DLR in Braunschweig gibt es ein Programm namens LamTech, vielleicht mal googeln …
Aber erwarte nicht zu viel von all der Theorie, wenn es um echte Anwendungen mit Kerben, Löchern, etc. geht, dann wirst Du für eine verläßliche Auslegung um Tests nicht herumkommen.
Gruß & viel Erfolg
Ted