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Stoff- und Formleichtbau: Grenzbeanspruchung und Optimierung von Sandwichelementen

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  • First Online:
Leichtbaukonzepte anhand einfacher Strukturelemente
  • 1930 Accesses

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden die Grundlagen zum Stoff- und Formleichtbau weiter vertieft. Insbesondere werden die verschiedenen Versagensmechanismen von Sandwichbalken in Bezug auf Deckschichten, Kern und Zwischenschicht analysiert. Abschließend wird eine Optimierungsstrategie für Zug- und Druckbelastung beziehungsweise Biegung vorgestellt.

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Notes

  1. 1.

    Zum besseren Verständnis wird hier empfohlen, dass der Leser die Ableitung der Knickkraft nach Euler für homogene und isotrope Euler-Bernoulli-Balken zuerst nachvollzieht, siehe Anhang A.3.

  2. 2.

    Zur Ableitung der Differenzialgleichungen in Abschn. 2.2.1 wurde das Gleichgewicht am unverformten Bauteil aufgestellt.

  3. 3.

    Genau genommen gilt für die Krümmung: \(\kappa (x)=-\tfrac{\text {d}^2u_z(x)}{\text {d}x^2}\).

  4. 4.

    Beim Biegelastfall ist eine Deckschicht auf Zug und die andere auf Druck belastet.

  5. 5.

    Bei anderen Modellierungsansätzen wurde die Kernschicht als elastische Federbettung der Deckschicht angenommen. Solche Ansätze vernachlässigen jedoch die Schubsteifigkeit in der xz-Ebene und sind daher inadäquat.

  6. 6.

    Im Anhang B.1 ist ein Python3-Programm bereitgestellt, um die Auswertung von Gl. (6.38) für vorgegebene Wertebereiche von k und \(\nu ^\text {K}\) automatisiert durchzuführen.

  7. 7.

    Im Anhang  B.1 ist ein Python3-Programm bereitgestellt, um die Auswertung von Gl. (6.38) für vorgegebene Wertebereiche von k und \(\nu ^\text {K}\) automatisiert durchzuführen.

  8. 8.

    Dies bedeutet, dass die gesamte Schubspannung nur im Kern wirkt.

  9. 9.

    Im Anhang B.2 ist ein Python3-Programm bereitgestellt, um die Auswertung von Gl. (6.63) automatisiert durchzuführen.

  10. 10.

    Die Kraft F wurde hierbei in positive z-Richtung angenommen, um das Minuszeichen in Gl. (5.111) zu vermeiden.

  11. 11.

    Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass Gl. (6.71) und (6.80) dieser Annahme unterliegen und für andere Fälle, d. h. Lager und Belastungen, angepasst werden müssen.

  12. 12.

    Im Anhang  B.3 ist ein Python3-Programm bereitgestellt, um die Auswertung der Punkte AE automatisiert durchzuführen.

Literatur

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Öchsner, A. (2019). Stoff- und Formleichtbau: Grenzbeanspruchung und Optimierung von Sandwichelementen. In: Leichtbaukonzepte anhand einfacher Strukturelemente. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-58506-1_6

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-58506-1_6

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  • Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-662-58505-4

  • Online ISBN: 978-3-662-58506-1

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