Ermittlung von Transversalspannungen bei Laminaten mittels CLT

Abstract

Die Annahmen der klassischen Laminattheorie bezwingen, dass die interlaminaren Spannungen für dünne Laminate verschwinden. Für dicke Laminate jedoch können diese nicht vernachlässigt werden. Um sie zu bestimmen, widmet sich diese Arbeit einer Methode basierend auf die durch CLT berechneten Schichtspannungen sowie die Integration über die Laminatdicke von lokalen 3D-Gleichgewichtsgleichungen. Hierfür werden die Navierschen Lösungen vorgestellt, die die Auswahl des Laminataufbaus, der Randbedingungen und der Lasten beschränken. Ferner wird mittels des Computeralgebrasystems MAPLE ein Tool entwickelt, welches die Berechnungen automatisiert und die Ergebnisse veranschaulicht. Für die Auswertung der vorliegenden Methode werden Werte aus der Literatur herangezogen. Diese stellen die Vergleichsreferenz für die zu durchführende Parameterstudie hinsichtlich des Laminataufbaus und der Laminatdicke dar. Abschließend wird auf die Praxistauglichkeit der Methode eingegangen.

The assumptions of classical laminate theory imply that the interlaminar stresses disappear for thin laminates. However, for thick laminates, they cannot be neglected. To determine them, a method based on the layered stresses calculated by CLT and the integration over the laminate thickness of 3D equilibrium equations is investigated in this thesis. Navier solutions are presented, which restrict the choice of lamination scheme, boundary conditions and loads. In addition, a tool is developed using the software MAPLE, which automates the calculations and visualizes the results. To evaluate the presented method, values from the literature are used. These represent the comparative reference for the parameter study, which is to be carried out regarding the lamination scheme and laminate thickness. Finally, the practicality of the method is discussed.