Forum:SIMULIA/ABAQUS
Thema:Sandwich als Shell mit Composite oder mit Solids
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T H E M A     A N S E H E N
SupaDupa

Beiträge: 170 / 0

Abaqus 6.8.1

Hallo,

ich möchte gern das Verhalten eines Sandwiches simulieren. Das Sandwich ist 23mm dick. Wie so alle Sandwiches hat meines einen weichen Kern (Kunststoffschaum) und 2 sehr Steife Decklegen (hier Faserverbund). Auf das Sandwich wirkt eine Flächenlast, so dass der Kern zusammengedrückt wird und dieser so als erstes versagen wird.

Ich frage mich nun wie ich das am besten modelliere. Meine Varianten sind:

1. Am einfachsten, finde ich, könnte man das Sandwich komplett nur als eine Shell-Fläche modellieren und diese als Composite deklarieren, bei dem man dann den einzelnen Lagen (hier den Deckschichten und Kern) die Materialeigenschaften zuweisen kann. Das wäre meine bevorzugte Lösung. Allerdings ist die Frage, wie immer, wie gut bildet das die Realität ab? Der Kern wird ja komplett zusammengedrückt, vielleicht sogar richtig "zerbröselt". Wie dick kann man überhaupt Shells machen damit die noch richtige Ergebnisse liefern.

2. Oder sollte ich lieber den Kern mit Solids darstellen. Und die Decklagen als Shells mit Composite-Eigenschaften? Ist das vielleicht die bessere Lösung.

Oder sind vielleicht beide Lösungen gleichwertig?

Wenn jemand schon Erfahrungen damit gesammelt hat, bin ich für jeden Tipp dankbar.

Gruß
SupaDupa

Mustaine

Beiträge: 3563 / 3

Abaqus

1. Die Frage kann man so einfach nicht beantworten. Das hängt z.B. von den Lasten, Randbedingungen, Abmessungen, auftretenden Effekten und gewünschter Ergebnisgenauigkeit zusammen.

2. Könnte man machen. Hängt aber auch wieder mit Punkt 1 zusammen.

Für dich wären wahrscheinlich die Continuum Shell-Elemente sehr interessant. Du solltest dir die mal via Manual zu Gemüte führen.

stocki600

Beiträge: 48 / 0

Mich beschäftigt die identische Frage.

Nach dem Lesen des Abschnitts 12.13.3 bin ich aber noch nicht wirklich einen Schritt weiter. Das Wort "core" kommt genau einmal vor, und zwar auch nur in Zusammenhang mit "Make calcualted plies symmetric".

1.) Gibt es eine "quick and dirty" Variante um zu bestimmen, bis zu welcher Dicke des Composite Layups Conventional Shell elements gut anwendbar sind?

2.) Zur Frage 1 im ersten Beitrag: Wenn ich ein Rohr habe, das mit Composite Layup modelliert wird, kann ich den Aluminium Kern (=Rohr mit 2mm Wandstärke) einfach als weitere Lage im CL einfügen?
Oder sollte dieser besser als weitere Shell modelliert werden und mit der anderen verknüpft werden?

3.) Wie würde man es bei einer Sandwichstruktur mit Kern machen, wenn die Decklage jeweils 1mm und der Kern 4mm dick sein soll. Gibt man dann als Lagenaufbau ply_top mit 1mm und core mit 2mm an und klickt dann auf "make calculated plies symmetric"?

Über Antworten würde ich mich freuen.

Danke und viele Grüße

rombik

Beiträge: 77 / 0

Wie Mustaine schon geschrieben hat, kommt es auf die Randbedingungen und Lasten an.
Generell würde ich bei Sandwichaufbauten und dicken Laminate über 2 mm immer 3D-Elemente empfehlen da diese alle 6 Spannungen wiedergeben. Solidshell sind sicherlich interessant. Doch auch diese sind nicht wirklich gut geeignet, wenn, dann nur für die ebenen Spannungen und Verzerrungen, also für die klassische Laminattheorie. Bei dicken Verbunden und Biegelasten treten meist Querkräfte auf, unter anderem auch in Dickenrichten. Deshalb sind für solche Fälle C3D8 oder noch besser C3D8I Elemente mit Option „COMPOSITE“ immer gut geeignet.
Für Sandwiches kann man z. B. die beiden Decklagen/schichten mit je 2-3 Elementen und den Kern 3-6 Elementen einheitlich vernetzen, ohne die Netze voneinander zu trennen. Sind die Grenzschichten von Bedeutung, muss man diese entsprechend entweder mit Cohesive-Elemeten oder Kontakt behandeln.

Grüße
Roman