Nachhilfe

KilianCyrill
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Nachhilfe

Beitragvon KilianCyrill » Mi 17. Jan 2018, 13:08

Hallo ,

nachdem ich nun das ganze Internet umgekrempelt habe, wende ich mich an dieses Forum mit der Hoffnung, dass mir endlich jmd helfen kann.

Ich muss eine Ausarbeitung machen und möchte verschiedene Werkstoffe vergleichen anhand eines Zugversuches bei Inventor z.B.. Dazu möchte ich den Fokus auf CFK legen und die Werksoffdaten vergleichen. Die Aufgabe ist, dass an dieser Zugprobe (rechteckiger Querschnitt) eine Last von 100KN wirkt. Bei den Metallwerkstoffen lässt sich diesbezüglich leicht eine zul. Zugfestigkeit ermitteln und mit Sicherheit einen Querschnitt ermitteln. Beim cfk bin ich von einem unidirektionalem Laminat ausgegegengen mit gleicher Faserausrichtung. So und nun geht die Fragerei schon los... :oops: Ich entschuldige mich jetzt schon für mein Unwissen.. :roll:

1. Aus der Mischungregel kann ich mit Kennwertdaten von Fasern und Matrix, sowie Faseranteil die Zugspannung ermitteln. Gilt in diesem Fall die Spannung für das ganze Laminat oder nur für eine Schicht? Ich weiß, dass es in einem Laminat verschiedene Koordinatensysteme gibt und die Werkstoffkennwerte umtransformiert werden müssen. Aber wie gesagt, gilt das auch für gleichgerichtete Fasern im ganzen Laminat?

2. Wie kann ich so ein einfache Probe dimensionieren? Jetzt kommen meine Annahmen, die wahrscheinlich alle falsch sind. :oops:
Ich hatte wie gesagt angenommen, dass die Zugspannung für alle Schichten gilt. Daraus dann die Fläche ausgerechnet vom ganzen laminatquerschnitt über simga=F/A. Dann mit einer bestimmten Breite die Höhe ermittelt, die dann natürlich geringer ist als Metall. Drei lagen dann einfach aus der Höhe und mit 0,125mm pro Lage dann die lagenanzahl.

3. Nun wollte ich in diesem Programm die Lagen prüfen und habe 8 Lagen aus der Rechnung übernommen und mit der Kraft von 100000N bei nx angesetzt. Es entsteht laut diesem Programm ein Faserbruch der erst bei ca. 1600N nachlässt. Waren die Werte richtig? Habe ich was falsch eingegeben? Kann man die Laminatbreite nicht verändern? Das muss doch eine Rolle spielen!?

Wie gesagt, ich kenne mich mit diesem Thema nicht so recht aus und brauche aber dringend Hilfe. Vielen Dank

Andreas
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Re: Nachhilfe

Beitragvon Andreas » Mi 17. Jan 2018, 15:42

Hallo,

fangen wir von hinten an. Das nx entspricht nicht der Spannung oder Kraft sondern der Kraft geteilt durch die Breite des Bauteils. Man teilt hier also nicht noch zusätzlich durch die Dicke wie bei der Spannung. Es ist damit keine Spannung sondern eine Flussgröße. In das nx geht damit auch die Breite des Bauteils ein.

Der Rest ist für ein unidirektionalen Aufbau vollkommen korrekt und zulässig. Erst wenn Winkel verschieden von 0° dazukommen muss man die Koordinatensysteme betrachten. Genau für diesen Fall mit weiteren Lasten ist dann eLamX gemacht.

Viele Grüße
Andreas

KilianCyrill
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Re: Nachhilfe

Beitragvon KilianCyrill » Mi 17. Jan 2018, 18:23

Vielen Dank für die Hilfe

KilianCyrill
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Re: Nachhilfe

Beitragvon KilianCyrill » Di 23. Jan 2018, 18:13

Hallo,
Ich hätte da doch noch etwas. Angenommen mein in Inventor (ich möchte hier keine Werbung machen sorry, aber ich besitze nur dieses) konstruierter Stab mit rechteckigem Querschnitt bekommt an den Enden jeweils eine Bohrung. Die Zugbelstung greift jeweils an den Enden an und ich möchte den Stab mittels FEM-Analyse prüfen, inwiefern die Spannungen an den Bohrungen aussehen. Ist das auch mit diesem Programm möglich? Nee oder? Über Ausschnitt kann man oben rechts diverse Lasten anlegen. Ist der Ausschnitt mittig im Laminat?

Wie kann man ansonsten so etwas prüfen? Inventor ist dafür glaube ich nur bedingt geeignet, da selbst die hinterlegten CFK-Daten für diesen Fall neu ausgelegt werden müssen. Zudem geht das Programm von einem isotropen Verhalten aus, was ja eigentlich nicht stimmt korrekt? Demnach kann auch die Gestaltungshypothese (mise spannung) ncht angewandt werden?

Oder kann für den Fall, dass die Zugbelastung an den Enden des Stabs wirkt und wie gesagt die Fasern in Richtung der Zugbelastung zeigen, der Werkstoff als isotrop angenommen werden?


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