Dreidimensionale Modellierung und Analyse interlaminarer Spannungskonzentrationen an gekrümmten Rändern von Laminat-Löchern

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Wilfried Becker
• Subject Area: Mechanics
• Term: from 2005 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5454489

Verschiedenste konstruktive Erfordernisse können Löcher in Kreis- oder Ellipsenform in Composite-Laminat-Strukturen des Leichtbaus bedingen. Hiermit gehen deutliche Spannungskonzentrationen einher, wobei neben den ebenen Spannungsüberhöhungen, die sich aus der geometrischen Diskontinuität des Loches ergeben, auch erhebliche dreidimensionale Randeffekte an den Lochrändern auftreten. Diese Randeffekte sind durch den sprunghaften diskontinuierlichen Wechsel der Materialeigenschaften in den Interfaces der Laminat-Einzelschichten begründet. Das beabsichtigte Forschungsvorhaben ist der elastomechanischen Untersuchung dreidimensionaler Spannungskonzentrationsprobleme im Nahbereich von Löchern mit stetiger Lochberandung in Composite- Laminaten beliebigen Aufbaus gewidmet. Die Untersuchungen werden neben verschiedenen geschlossen-analytischen Zugängen auch den Einsatz innovativer numerischer Verfahren beinhalten und werden schließlich die Bereitstellung von neuartigen Berechnungswerkzeugen ermöglichen, mit denen Laminat-Lochrandeffekte effizient behandelt werden können. Desweiteren ist der konsequente Einsatz von mathematischen Optimierungsmethoden zum Auffinden möglichst vorteilhafter Konstruktionen geplant. Übergeordnetes Ziel aller Untersuchungen ist es, dem Anwender allgemeine Konstruktionsregeln für die Praxis bereitzustellen.

• DFG Programme: Research Grants