Die Berechnung der Spannungsfelder in dünnwandigen Faserverbundstrukturen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Köln
Dt. Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Bibliotheks- und Informationswesen
2008
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Forschungsbericht / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
2008,9 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 111 S. Ill., graph. Darst. |
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| adam_text | DIE BERECHNUNG DER SPANNUNGSFELDER IN DUNNWANDIGEN
FASERVERBUNDSTRUKTUREN VON DER FAKULTAT FUR MASCHINENBAU DER TECHNISCHEN
UNIVERSITAT CAROLO-WILHELMINA ZU BRAUNSCHWEIG ZUR ERLANGUNG DER WURDE
EINES DOKTOR-LNGENIEURS (DR.-LNG.) GENEHMIGTE DISSERTATION VON:
DIPL.-LNG. MATTHIAS PIENING AUS: HAMBURG EINGEREICHT AM: 8. MAI 2007
MIINDLICHE PRIIFUNG AM: 4. OKTOBER 2007 REFERENTEN: PROF. DR.-LNG.
HABIL. E. BREITBACH PROF. DR.-LNG. P. HORST VORSITZENDER: PROF. DR.-LNG.
HABIL. G.P. OSTERMEIER 2008 INHALT VORWORT I 1 EINLEITUNG 1 2
LEICHTBAUSTRUKTUREN IN DER LUFTFAHRT 2 2.1 STEIGERUNG DER FLUGLEISTUNGEN
DURCH LEICHTBAU 2 2.2 DIE ENTWICKLUNG DER LEICHTBAUPRINZIPIEN FUR
LUFTFAHRTKONSTNIKTIONEN 5 2.3 BERECHNUNG UND ENTWURF VON ,ISOTROPEN
LEICHTBAUKONSTRUKTIONEN 7 2.4 LEICHTBAU MIT ANISOTROPEN WERKSTOFFEN 8
2.5 NUTZUNG DES WERKSTOFFPOTENTIALS KUNSTSTOFFGEBETTETER FASERN 8 3
IDEALISIERUNG UND MODELLE 10 3.1 DIE FRAGE DER PLAUSIBILITAT VON
FE-L6SUNGEN 10 3.2 UNTERSUCHUNGEN ZUR GLEICHGEWICHTSLAGE 10 3.3
VERSCHIEBUNGEN ZUR SIMULATION VON KRAFTEN 14 3.4 DER UNTERSCHIED
ZWISCHEN BERECHNUNGSPROBLEM UND MODELLPROBLEM 15 3.5 PHYSIKALISCHE
PLAUSIBILITAT BEI REDUZIERTEN BERECHNUNGSMODELLEN 15 3.5.1 DAS
TIMOSHENKO- BALKENMODELL 15 3.5.2 DIE EINDEUTIGKEIT DER
ELASTOMECHANISCHENLOSUNG 18 3.5.3 DIE VOLUMENDILATATION ALS
PHYSIKALISCHES KRITERIUM 20 4 DIE BERECHNUNG DES STRUKTURVERHALTENS 23
4.1 DIE ANWENDUNG VON BERECHNUNGSMODELLEN ZUR FESTIGKEITSVORHERSAGE 23
4.2 DIE STABILE GLEICHGEWICHTSLAGE UND DAS EINDEUTIGKEITSPRINZIP 23 4.3
DIE WECHSELWIRKUNGSGESETZE (RECIPROCAL THEOREMS) 24 4.4 DIE
KRAFTEERMITTLUNG IN EINEM BELASTETEN UND DEFORMIERTEN KORPER 25 4.5 DAS
PRINZIP VON D ALEMBERT: DIE VERLORENEN KRAFTE 25 4.5.1 DAS
D ALEMBERTSCHE PRINZIP IM DEFORMIERTEN ELASTISCHEN KORPER 26 4.6 DIE
ZUSTANDSANDERUNG AUF DER KRAFT-WEG-KURVE 28 5 DIE ELASTIZITATSTHEORIE 31
5.1 DAS SPANNUNGSPRINZIP VON EULER UND CAUCHY 32 5.2 DAS
SPANNUNGSTHEOREM VON CAUCHY: DER SPANNUNGSVEKTOR 33 5.3 DAS
SCHNITTPRINZIP 34 5.4 DER FUNDAMENTALBEWEIS VON CAUCHY FUR DIE
STETIGKEIT DER SPANNUNGEN 35 6 DIE ANWENDUNG DER ELASTIZITATSTHEORIE IN
DER ELASTOSTATIK 37 6.1 DIE ELASTOMECHANISCHEN GRUNDGLEICHUNGEN 37 6.2
DIE REDUKTION DER FELDGLEICHUNGEN 37 6.3 KRAFTE- UND
MOMENTENGLEICHGEWICHT IM DEFORMIERTEN KORPER 40 6.3.1 DAS
KRAFTEGLEICHGEWICHT IN DEN GLEICHUNGEN DER ELASTIZITATSTHEORIE 40 6.3.2
DAS MOMENTENGLEICHGEWICHT DER DEFORMIERTEN SCHNITTKORPER 43 6.4 DIE
ANWENDUNG DER GLEICHUNGEN DER ELASTIZITATSTHEORIE 43 6.4.1 DIE
DIVERGENZUND DIE ROTATION DES TENSORFELDES 43 6.4.2 KOMPATIBILITATS-
BZW. VERTRAGLICHKEITSBEDINGUNGEN 44 6.4.3 RANDBEDINGUNGEN 45 6.4.4 DAS
,EBENE 3D-PROBLEM 48 6.4.5 RANDBEDINGUNGEN DES REDUZIERTEN PROBLEMS 49
6.4.6 DIE SPANNUNGSBERECHNUNG 50 6.4.7 ANWENDUNG REDUZIERTER ANSATZE 50
7 OFFENE FRAGEN BEI DER LOSUNG DES FELDGRDBENPROBLEMS 51 8 DIE
BERECHNUNG KOMPATIBLER SPANNUNGSVERTEILUNGEN: DAS VERFAHREN 52 8.1 DIE
AUFGABENSTELLUNG 52 8.2 ANWENDUNG DES PRINZIPS DER VIRTUELLEN ARBEIT 53
8.3 DIE MATHEMATISCHE UMSETZUNG IN EIN BERECHNUNGSVERFAHREN 54 INHALT
8.4 DER UNTERSCHIED ZWISCHEN SPANNUNGSMODELL UND SPANNUNGSRECHNUNG 58
8.5 BETRACHTUNGEN ZUR GENAUIGKEIT DER ORTLICHEN LOSUNG 58 9 AUSSAGEN ZUM
VERHALTEN DES DEFORMIERTEN KORPERS 60 9.1 KRAFTEGLEICHGEWICHT IM
DEFORMIERTEN KSRPER 60 9.2 DIE URSACHE VON WOLBDEFORMATIONEN 61 9.3 DIE
ENTSTEHUNG VON WOLBMOMENTEN 64 9.4 EIGENVERHALTEN: EIGENSPANNUNGEN UND
EIGENDEHNUNGEN 67 9.4.1 DIE WIRKUNG VON EIGENSPANNUNGEN IN
VERSUCHSKORPERN 68 9.5 MATRIXRISSE DURCH EIGENSPANNUNGEN 69 9.6
WOLB-BEZIEHUNGEN 72 9.7 STATISCHE VERTRAGLICHKEIT 73 9.8 KINEMATISCHE
VERTRAGLICHKEIT 73 10 DAS FESTIGKEITSPROBLEM IN RECHNUNG UND VERSUCHEN
75 10.1 STATISCHE FESTIGKEIT 75 10.1.1 DER EINFLUSS DES SCHICHTAUFBAUS
AUF DIE STATISCHE FESTIGKEIT 75 10.2 AUSLOSUNG VON DELAMINATIONEN IN
CFK-VERSUCHSPROBEN (STATISCH) 79 10.3 DER EINFLUSS DER WOLBKRAFTE AUF
DIE ERMUDUNGSFESTIGKEIT 81 10.3.1 ZUG-DRUCK-WECHSELBELASTUNG (TENSION-
COMPRESSION, R= -1) TEIL 1: 82 10.3.2 ZUG-DRUCK-WECHSELBELASTUNG
(TENSION-COMPRESSION R= -1) TEIL 2: 83 10.3.3 UNTERSUCHUNGEN BEI R= -1
(UNGESCHADIGTE UND GELOCHTE PROBEN) TEIL 3:84 10.3.4 DER EINFLUSS DER
PROBENBREITE AUF DIE ERMUDUNGSFESTIGKEIT 86 10.3.5 SCHWELL- UND
WECHSELBELASTUNG ( R= 0,1, R= -1) TEIL 4: 87 11 FRAGEN DES ENTWURFS VON
FASERVERBUNDSTRUKTUREN 89 11.1 DIE AUSLEGUNG NACH
HAUPTSPANNUNGSRICHTUNGEN 89 11.2 DIE AUSNUTZUNG VON FASERFESTIGKEITEN
DURCH SPANNUNGSOPTIMIERUNG 92 11.3 KORRELATION ZWISCHEN LAMINATAUFBAU
UND QUERSCHUBSPANNUNGEN 95 11.4 STEIGERUNG DES POTENTIALS DURCH
KONSTRUKTIVE GESTALTUNG 96 11.5 OPTIMALE SANDWICHEIGENSCHAFTEN DURCH
CFK-DECKSCHTCHTEN 98 12 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 101 13
LITERATURVERZEICHNIS 103 14 ANHANG 108 14.1 BEI DER BERECHNUNG DER
SPANNUNGEN VERWENDETE BEZIEHUNGEN 108
|
| adam_txt |
DIE BERECHNUNG DER SPANNUNGSFELDER IN DUNNWANDIGEN
FASERVERBUNDSTRUKTUREN VON DER FAKULTAT FUR MASCHINENBAU DER TECHNISCHEN
UNIVERSITAT CAROLO-WILHELMINA ZU BRAUNSCHWEIG ZUR ERLANGUNG DER WURDE
EINES DOKTOR-LNGENIEURS (DR.-LNG.) GENEHMIGTE DISSERTATION VON:
DIPL.-LNG. MATTHIAS PIENING AUS: HAMBURG EINGEREICHT AM: 8. MAI 2007
MIINDLICHE PRIIFUNG AM: 4. OKTOBER 2007 REFERENTEN: PROF. DR.-LNG.
HABIL. E. BREITBACH PROF. DR.-LNG. P. HORST VORSITZENDER: PROF. DR.-LNG.
HABIL. G.P. OSTERMEIER 2008 INHALT VORWORT I 1 EINLEITUNG 1 2
LEICHTBAUSTRUKTUREN IN DER LUFTFAHRT 2 2.1 STEIGERUNG DER FLUGLEISTUNGEN
DURCH LEICHTBAU 2 2.2 DIE ENTWICKLUNG DER LEICHTBAUPRINZIPIEN FUR
LUFTFAHRTKONSTNIKTIONEN 5 2.3 BERECHNUNG UND ENTWURF VON ,ISOTROPEN'
LEICHTBAUKONSTRUKTIONEN 7 2.4 LEICHTBAU MIT ANISOTROPEN WERKSTOFFEN 8
2.5 NUTZUNG DES WERKSTOFFPOTENTIALS KUNSTSTOFFGEBETTETER FASERN 8 3
IDEALISIERUNG UND MODELLE 10 3.1 DIE FRAGE DER PLAUSIBILITAT VON
FE-L6SUNGEN 10 3.2 UNTERSUCHUNGEN ZUR GLEICHGEWICHTSLAGE 10 3.3
VERSCHIEBUNGEN ZUR SIMULATION VON KRAFTEN 14 3.4 DER UNTERSCHIED
ZWISCHEN BERECHNUNGSPROBLEM UND MODELLPROBLEM 15 3.5 PHYSIKALISCHE
PLAUSIBILITAT BEI REDUZIERTEN BERECHNUNGSMODELLEN 15 3.5.1 DAS
TIMOSHENKO- BALKENMODELL 15 3.5.2 DIE EINDEUTIGKEIT DER
ELASTOMECHANISCHENLOSUNG 18 3.5.3 DIE VOLUMENDILATATION ALS
PHYSIKALISCHES KRITERIUM 20 4 DIE BERECHNUNG DES STRUKTURVERHALTENS 23
4.1 DIE ANWENDUNG VON BERECHNUNGSMODELLEN ZUR FESTIGKEITSVORHERSAGE 23
4.2 DIE STABILE GLEICHGEWICHTSLAGE UND DAS EINDEUTIGKEITSPRINZIP 23 4.3
DIE WECHSELWIRKUNGSGESETZE (RECIPROCAL THEOREMS) 24 4.4 DIE
KRAFTEERMITTLUNG IN EINEM BELASTETEN UND DEFORMIERTEN KORPER 25 4.5 DAS
PRINZIP VON D'ALEMBERT: DIE 'VERLORENEN KRAFTE' 25 4.5.1 DAS
D'ALEMBERTSCHE PRINZIP IM DEFORMIERTEN ELASTISCHEN KORPER 26 4.6 DIE
ZUSTANDSANDERUNG AUF DER KRAFT-WEG-KURVE 28 5 DIE ELASTIZITATSTHEORIE 31
5.1 DAS SPANNUNGSPRINZIP VON EULER UND CAUCHY 32 5.2 DAS
SPANNUNGSTHEOREM VON CAUCHY: DER SPANNUNGSVEKTOR 33 5.3 DAS
SCHNITTPRINZIP 34 5.4 DER FUNDAMENTALBEWEIS VON CAUCHY FUR DIE
STETIGKEIT DER SPANNUNGEN 35 6 DIE ANWENDUNG DER ELASTIZITATSTHEORIE IN
DER ELASTOSTATIK 37 6.1 DIE ELASTOMECHANISCHEN GRUNDGLEICHUNGEN 37 6.2
DIE REDUKTION DER FELDGLEICHUNGEN 37 6.3 KRAFTE- UND
MOMENTENGLEICHGEWICHT IM DEFORMIERTEN KORPER 40 6.3.1 DAS
KRAFTEGLEICHGEWICHT IN DEN GLEICHUNGEN DER ELASTIZITATSTHEORIE 40 6.3.2
DAS MOMENTENGLEICHGEWICHT DER DEFORMIERTEN SCHNITTKORPER 43 6.4 DIE
ANWENDUNG DER GLEICHUNGEN DER ELASTIZITATSTHEORIE 43 6.4.1 DIE
DIVERGENZUND DIE ROTATION DES TENSORFELDES 43 6.4.2 KOMPATIBILITATS-
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,EBENE' 3D-PROBLEM 48 6.4.5 RANDBEDINGUNGEN DES REDUZIERTEN PROBLEMS 49
6.4.6 DIE SPANNUNGSBERECHNUNG 50 6.4.7 ANWENDUNG REDUZIERTER ANSATZE 50
7 OFFENE FRAGEN BEI DER LOSUNG DES FELDGRDBENPROBLEMS 51 8 DIE
BERECHNUNG KOMPATIBLER SPANNUNGSVERTEILUNGEN: DAS VERFAHREN 52 8.1 DIE
AUFGABENSTELLUNG 52 8.2 ANWENDUNG DES PRINZIPS DER VIRTUELLEN ARBEIT 53
8.3 DIE MATHEMATISCHE UMSETZUNG IN EIN BERECHNUNGSVERFAHREN 54 INHALT
8.4 DER UNTERSCHIED ZWISCHEN SPANNUNGSMODELL UND SPANNUNGSRECHNUNG 58
8.5 BETRACHTUNGEN ZUR GENAUIGKEIT DER ORTLICHEN LOSUNG 58 9 AUSSAGEN ZUM
VERHALTEN DES DEFORMIERTEN KORPERS 60 9.1 KRAFTEGLEICHGEWICHT IM
DEFORMIERTEN KSRPER 60 9.2 DIE URSACHE VON WOLBDEFORMATIONEN 61 9.3 DIE
ENTSTEHUNG VON WOLBMOMENTEN 64 9.4 EIGENVERHALTEN: EIGENSPANNUNGEN UND
EIGENDEHNUNGEN 67 9.4.1 DIE WIRKUNG VON EIGENSPANNUNGEN IN
VERSUCHSKORPERN 68 9.5 MATRIXRISSE DURCH EIGENSPANNUNGEN 69 9.6
WOLB-BEZIEHUNGEN 72 9.7 STATISCHE VERTRAGLICHKEIT 73 9.8 KINEMATISCHE
VERTRAGLICHKEIT 73 10 DAS FESTIGKEITSPROBLEM IN RECHNUNG UND VERSUCHEN
75 10.1 STATISCHE FESTIGKEIT 75 10.1.1 DER EINFLUSS DES SCHICHTAUFBAUS
AUF DIE STATISCHE FESTIGKEIT 75 10.2 AUSLOSUNG VON DELAMINATIONEN IN
CFK-VERSUCHSPROBEN (STATISCH) 79 10.3 DER EINFLUSS DER WOLBKRAFTE AUF
DIE ERMUDUNGSFESTIGKEIT 81 10.3.1 ZUG-DRUCK-WECHSELBELASTUNG (TENSION-
COMPRESSION, R= -1) TEIL 1: 82 10.3.2 ZUG-DRUCK-WECHSELBELASTUNG
(TENSION-COMPRESSION R= -1) TEIL 2: 83 10.3.3 UNTERSUCHUNGEN BEI R= -1
(UNGESCHADIGTE UND GELOCHTE PROBEN) TEIL 3:84 10.3.4 DER EINFLUSS DER
PROBENBREITE AUF DIE ERMUDUNGSFESTIGKEIT 86 10.3.5 SCHWELL- UND
WECHSELBELASTUNG ( R= 0,1, R= -1) TEIL 4: 87 11 FRAGEN DES ENTWURFS VON
FASERVERBUNDSTRUKTUREN 89 11.1 DIE AUSLEGUNG NACH
HAUPTSPANNUNGSRICHTUNGEN 89 11.2 DIE AUSNUTZUNG VON FASERFESTIGKEITEN
DURCH SPANNUNGSOPTIMIERUNG 92 11.3 KORRELATION ZWISCHEN LAMINATAUFBAU
UND QUERSCHUBSPANNUNGEN 95 11.4 STEIGERUNG DES POTENTIALS DURCH
KONSTRUKTIVE GESTALTUNG 96 11.5 OPTIMALE SANDWICHEIGENSCHAFTEN DURCH
CFK-DECKSCHTCHTEN 98 12 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 101 13
LITERATURVERZEICHNIS 103 14 ANHANG 108 14.1 BEI DER BERECHNUNG DER
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