Bombentrichter

Archiv => 7./8. Semester => Vorlesungen/Übungen 7./8. Semester => Topic started by: Martini05 on August 04, 2011, 07:03:59 pm

Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Martini05 on August 04, 2011, 07:03:59 pm
Servus Leute,

wir sitzen gerade an der Prüfungsvorbereitung und haben ein Problem in der 3. Übung- Aufgabe 4b:

Wir kommen da absolut nicht auf die angegebenen Lösungen von epsilon_max=2,751*10^-3 und epsilon_min=-3,656*10^-4!

Könnte uns jemand den Ansatz verraten? Als Belastung haben wir n_x=40 N/mm gewählt. Ist das der Fehler?

Danke euch!
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: dr.congo on August 05, 2011, 05:39:25 pm
hallo, auch ich tue mich mit der 3. übung schwer.
zumal ich habe eben bemerkt, dass mir die ganze übung fehlt  
-
  ich wollte fragen, ob jemand so nett sein könnte und vllt seine aufzeichnungen dazu hier rein zu stellen, da mir der weg der rechnung zu den ergebnissen (die dann ja wieder im netz stehen) nicht so wahnsinnig ersichtlich ist.
das wäre total nett!
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 06, 2011, 09:35:11 am
Hallo,
 
Mit der maximalen Dehnung kann ich hoffentlich helfen. Wenns nicht so richtig durchschaubar ist, einfach nochmal melden.
 
Grüße
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: runner on August 06, 2011, 10:51:04 am
Hey Leute,

hat jemand ne zündende Idee, wie man bei der vierten Übung in der vierten Aufgabe auf den Abstand e kommt? Wir saßen gestern circa zwei Stunden drüber und haben nen Ansatz mit den Matrizen A und D ausgebrütet, unter der Annhame dass epsilon Null sein muss (als Grenzfall), aber die Ergebnisse wollen einfach nicht stimmen.:wallbash:

Sind für jede Hilfe dankbar.

Grüße und gutes Gelingen!
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: dr.congo on August 06, 2011, 11:31:12 am
das ist schonmal was - danke!

aber was mich vor allem stutzig macht, ist, dass ich direkt am anfang die längenänderungen nicht exakt bestimmen kann.. das sollte ja eigentlich kein akt sein:
das ist doch im grunde nicht mehr als (z.b.)

epsilon_parallel = delta_l / l = sigma_parallel / E_parallel

das dann einfach nach delta_l und den gegebenen kram einsetzen - gibt aber 0.22 statt 0.269

.. muss man da noch irgendwo seitenverhältnisse oder gar querkontraktion reinbringen? in den unterlagen der vorlesung steht auch nicht mehr, es sei denn man hätte nen FVG, aber das is ja hier nich dabei, is ja allg. als gesamtwerkstoff zu sehen..

wo bin ich da jetz falsch?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 06, 2011, 11:46:23 am
Es sollte ohne weiteres klappen. Du stellst die Nachgiebigkeitsmatrix S auf und setzt die beiden Spannungen ein. Hast du vielleicht übersehen, dass Sigma 2 eine Druckspannung ist und daher ein negatives Vorzeichen in der Rechnung führt?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 06, 2011, 02:46:34 pm
Für Aufgabe 4 habe ich diese, korrigierte Lösung.
 
Kennt jemand einen alternativen Weg, oder kann das so bestätigen?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Wittwer on August 06, 2011, 05:16:23 pm
Quote from: micha
Hallo,
 
Mit der maximalen Dehnung kann ich hoffentlich helfen. Wenns nicht so richtig durchschaubar ist, einfach nochmal melden.
 
Grüße

Grüße,

hab nochmal ne kurze Verständnisfrage. Ermittelt sich die Schnittkraft allgemein zu  [latex]$\underline{n}=\underline{\sigma}\cdot t_{\text{gesamt}}$[/latex]?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 06, 2011, 05:23:16 pm
Ja. n_x ist eine Kraft, die sich auf die Seitenlänge bezieht, an der sie angreift. So wie die Linienlasten früher in TM. Und wenn du eine Spannung gegeben hast, dann führt die Multiplikation mit der Dicke auf das Ergebnis.
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Wittwer on August 06, 2011, 05:57:57 pm
hier ich nochmal...  

kann jemand die Lösungen der lokalen Spannungen in Übung3 - Aufgabe 3b) bestätigen?
ich komm noch auf die Lösung der  0°-Lage, aber für die anderen winkellagen hörts dann ganz schnell auf.
Die A-Matrix, die unter Aufgabe 3a) gefragt ist, hab ich zahlenmäßig korrekt ermittelt.
Ich dachte bei den Spannungen müsst ich einfach
[latex]$\underline{\overline{\sigma}}=\underline{\underline{\overline{Q}}}\cdot \underline{\overline{\varepsilon}}$[/latex]
rechnen.
Aber damit komm ich nicht auf die Lösungen... außer die 0°-Lage..

Grüße

alles OK, manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht... wenn die Formel schon nach den lokalen Steifigkeitsmatrizen verlangt, dann muss man sie auch einfach einsetzen. da lag bei mir der fehler
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: dr.congo on August 07, 2011, 02:13:13 am
die dehnungen hast du soweit?
dann multiplizierst du einfach die steifigkeitsmatrix Q mit den jeweilgen dehnungsvektoren der ebenen, um die entsprechenden spannungsvektoren zu erhalten.
also nicht die Q(45°), oder so - die allg.lokale steifigkeitsmatrix Q.
geht eigentlich gut auf, bis auf den für sigma_90°, da is der erste eintrag bei mir -315,9 statt +315,9  -  druckfehler? irgendwer ne meinung dazu?

ansonsten kann ich mir auch nicht erklären, warum man die spannungen der versch. lagen nicht über eine transformation aus den spannungen der 0°-lage (also "global") auf die jeweiligen lokalen raus bekommt - ging auf jeden fall eben nich.
hat dazu wer ne erklärung?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 07, 2011, 08:46:34 am
Das ist so, weil die einzelnen Schichten in der Belastungsrichtung nicht die gleiche Beanspruchung aufnehmen.
 
In einer Lage, in der die Fasern quer liegen, bauen sich nicht so hohe Spannungen auf, sondern bildlich gesprochen dehnt sie sich einfach mit.
 
In Faserrichtung ist der Widerstand dagegen größer (höherer E-Modul), also sind dort in Belastungsrichtung höhere Spannungen zu finden.
 
Die berechneten lokalen und globalen Spannungen beziehen sich daher immer auf eine Schicht, und sind nicht mit denen der anderen vergleichbar.
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: dr.congo on August 07, 2011, 10:39:01 am
ah, ok.
aber - nur dass ich das jetz richtig verstanden habe - ausnahme sind die lokalen spannungen / verformungen einer 0°-lage, die gleichzeitig die globalen des laminats bilden, weil die koodinatensysteme aufeinander liegen, oder?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 07, 2011, 10:50:39 am
Nu, für die brauchst du die Gesamtdehnungen nicht transformieren und kannst die Spannungen direkt berechnen, aus der zugeordneten Einzelsteifigkeitsmatrix.
 
Deswegen kann man sich den Rechenaufwand bei mehrschichtigen Laminaten enorm verringern, indem man das globale Koordinatensystem in die Richtung legt, in der die meisten Fasern liegen.
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: MTo on August 07, 2011, 01:25:23 pm
Hey,
wisst ihr was man bei der Prüfung alles verwenden kann?
Also sind grafikfähige Taschenrechner bzw. solche die "etwas" mehr können erlaubt?
Grüße!
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: dr.congo on August 07, 2011, 02:02:54 pm
hab ich mich auch eben gefragt - ich meine, wenn'e dann mal eben ne inverse matrix von ner 3x3 bilden willst sind da gleich mal 10 minuten weg - und 6x6 kannst'e knicken ..
gab's da ne ansage, vonwegen ob man die inversen gegeben bekommt (siehe zum teil in den übungsaufgaben) ?
sonst wäre man ja mit nem basic-version von taschenrechner ziemlich am sack .. :unsure:
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: runner on August 07, 2011, 02:40:10 pm
@micha:

ich glaube du hast in deiner Lösung zu Übung 4 Aufgabe 4 nen kleinen Fehler beim Umstellen der Gleichung für den Volumenanteil gemacht. Von der vierten zur fünften Zeile machst du aus nem Plus auf einmal ein Mal. Ich komme auf jeden Fall auf ein anderes phi. bei mir kommt dann 0,36 raus. Und warum will eigentlich niemand die Gleichung (2.1.2-4) aus dem Skript nehmen? Dann wirds nämlich erst richtig verrückt, weil dann komm ich auf 20,54%:blink:

Kann das irgendjemand bestätigen?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 07, 2011, 03:01:02 pm
Du hast recht. In der Herleitung hab ich den Fehler gemacht, aber die Herleitung an sich ist schon Quatsch. Ich werde ihn später korrigieren.
 
Die Gleichung im Skript stimmt natürlich, ich kann die 20,54% bestätigen.
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Leticron on August 08, 2011, 04:22:15 pm
wo wir grad bei der 4. sind

bei der Berechnung der Schubmodule, wieso ist es da unterm Bruchstrich, in der Klammer 1 - v und nicht 1 + v ? Die Formel kommt doch aus der Steifigkeitsmatrix für Isotrope Werkstoffe oder nicht?
Die ganze Aufgabe bleibt mir suspekt, war da leider nicht da..


zu der Aufgabe 3 von Ü4:

Fehlt da nicht ne 3? wenn man die D Matrix berechnet ergibt sich doch aus dem zusammenrechnen der t ein 1/3, wo is das hin?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 08, 2011, 04:55:34 pm
Stimmt, ist ein weiterer Fehler mit dem Schubmodul. Langsam wirds peinlich... :whistling:. Hatte die Gleichung falsch im Kopf und war zu faul ma nachzugucken.
 
Hat aber zum Glück keinen Einfluss aufs Endergebnis, da ja eh kein Schub auftritt. Ich änders trotzdem zur Vollständigkeit.
 
Glasfasern haben im Gegensatz zu den C-Fasern isotrope Eigenschaften. Der zweite E-Modul ist also der Gleiche.
 
Mit den t´s muss ich ma gucken, seh da grad nicht so richtig durch.
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 08, 2011, 06:39:10 pm
steckt das 1/3 nicht schon in der gegebenen Matrix mit drinne? Weil ansonsten würde die doch aussehen wie die A-Matrix?
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: runner on August 08, 2011, 08:28:38 pm
jo und dann noch was, muss dir aber nicht peinlich sein micha ;) die Lösung ist schon gut so weit. Du musst die Kraft nicht auf 36mm beziehen, weil sich das zusammen mit dem F sowieso wegkürzt. Mich hat nämlich die Einehit für F [N/m] ne ganze Zeit stutzig gemacht. Aber versuchs mal. Müsste das gleiche Ergebnis rauskommen.
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Leticron on August 08, 2011, 10:37:09 pm
Vermutlich blöde Frage, aber ich kenn leider die Antwort nicht:

wann denn nun Halpin-Tsai? Würde dem in der Prüfung möglichst oft aus dem Weg gehen, kostet mehr Zeit..
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Wittwer on August 09, 2011, 12:00:44 am
@Leticron
Mit dem Halpin-Tsai, das wurde glaube versucht in der übung1 zu erläutern.
Also für Schubmodul und E-Modul senkrecht zur Faserrichtung war Halpin-Tsai näher an den experimentellen Daten als Rule-of-Mixture. Bei dem Rest hat es auch mit Rule-of-Mixture gut gepasst.


Nochmal zur Übung3 - Aufgabe 5. Leider komme ich mit meinem Lösungsweg um Größenordnungen neben das Ergebnis. Also man muss ja schlussendlich in der Aufgabe die Dehnung der Platte ausrechnen...

Könnte jmd, der dazu Mitschriften bzw. ne fertige Lösung hat, diese hier posten?
Dann könnte ich evt meinen Fehler entdecken.

Danke!
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: micha on August 09, 2011, 09:38:22 am
@ Wittwer: siehe Anhang
 
Das Ergebnis stimmt nicht genau, könnte sein das da wieder was an den Mischungsregeln nicht 100% stimmt, aber der Weg sollte dieser sein.
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Puschi on August 09, 2011, 11:47:28 am
Hi,

kann mir mal jemand bei Übung 4 Aufgabe 3 auf die Sprünge helfen?
Ich komm da nicht so richtig klar.

Grüße David
Title: Faserverbundkonstruktion
Post by: Leticron on August 09, 2011, 12:34:34 pm
Nun, es gibt nur ein Schnittmoment, my, und keine Schnittkraft.

Somit brauchst du nur d22 der inversen ABD. Wenn du D22 berechnest, weißt du, was ausgeklammert wurde, bevor die inverse gebildet wurde. Von diesem bildest du das Rezibroke und multiplizierst es mit dem 3/3-Wert der inversen und erhälst d22

kappa_22 = my * d22 das war schon alles