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Hallo zusammen,

ich habe zurzeit das Problem eine Faser-Kunststoff-Verbund Knickstab berechnen zu müssen.

Kurzgefragt: Wie geht das?

Ich habe in mehreren Quellen gelesen, dass Euler-Knicken auch für FKV-Stäbe gilt.
In VDI 2014 Blatt 3 wird sogar eine detailierte Formel gegeben, in der E*I allerdings durch den Term D*b ersetzt wird. Leider ist nicht erklärt wofür b steht. Kann mir jemand da weiterhelfen?

Oder gibt es noch andere Berechnungsansätze für FKV-Knickstäbe?

Bin für jede Hilfe dankbar 

Grüße
HAWKS

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HAllo und eien guten Start in den Tag HAWKS.

Die knickfälle werden wohl die gleichen sein.
Mein frage zielt mehr auf deine Faserverbund.
Sind dabei die Versagens Mechanissmen im Werkstoff nicht ganz anders als bei Metall?
Bei unseren Werkstüken (Rohren, drehsymmetrische Werkstück) kommt es stark auf die Faserrichtung an. Wir erstellen Werkstücke aus thermoplastischen Kunstoffen. Die beinhalten die Fasern unidirektional.
Oder hast du duroplastischen Werkstoff. Dorten liegen die Fasern multidirektional vor.

Gruiß
ThoMay

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Hallo ThoMay,

ebenso einen guten Start 

bei meinen Rohren handelt es sich um pultrudierte Rohre mit duroplastischer Matrix. Es ist ein komplexes Rohr, mit ovalem Querschnitt, variabler Wandstärke und UD-Rovings im Kern und Gewebe als äußere Umwicklung. Dabei sollen drei verschiedene Faserarten verwendet werden.

Aber da dieses Bauteil sozusagen das Meisterstück in der Knickberechnung darstellt möchte ich ersteinmal verstehen, wie einfache FKV-Knickstäbe berechnet werden. Denkbar währe ja den E-Modul in Rohrachsen-Richtung einfach in Euler einzusetzen, aber 1. ist es schwer den Druckmodul zu berechnen und 2. zeigen erste experimentelle Ergebnisse bei mir, dass das nicht funktionieren kann... (?)
Wie gesagt gibt VDI 2014 dafür eine Berechnungsformel an, ich habe aber den Verdaccht, dass damit nur kritische Lasten von "Laminatstreifen" berechnet werden können, da in der Eulerformel E*I durch D*b ersetzt wird. Der Therm D ergibt sich dabei aus der D-Matrix der Steifigkeitsmatrix des Laminats, wofür b steht ist dort nicht erklärt und ich vermute starkt es steht für die gesamte Laminatdicke...

Grüße
HAWKS

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Hallo nochmals HAWKS.

Also habe ich mal etwas im Netz gefischt und bin auf Das gestoßen.

Gruß
ThoMAy

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Vielen Dank ThoMay, für deine Hilfe.
Ich glaube aber, das Dokument hilft mir auch nicht weiter..
Wie soll ich damit denn Knicklasten berechnen?

Grüße
HAWKS

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Hallo HAWKS.

Joj, hast Recht, habe den falschen Stab erwischt, 
denn ich habe den Satz

ZITAT (aus dem Nachfolgenden Verweis)
Beim Knicken handelt es sich nicht um ein Festigkeitsproblem, bei dem die Verformung proportional zur Kraft zunimmt, sondern um ein sogenanntes Stabilitätsproblem. Stabilitätsprobleme treten in der Praxis immer dann auf, wenn ein Bauteil auf Druck oder Schub belastet wird.
ZITAT ENDE
nicht beachtet.

Was einfaches gefunden ich habe hier

Gruß
ThoMay

EDIT den Fehlerteufel geknickt EDIT
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[Diese Nachricht wurde von ThoMay am 26. Feb. 2013 editiert.]

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Nochmals danke ThoMay, dass du dich um eine Lösung bemühst.
Die Eulertheorie zum Knicken von isotropen Stäben ist mir aber bekannt.
Mir geht es jetzt darum, wie orthotropes oder sogar anisotropes Material berechnet werden kann, also quasi ein beliebiger FKV-Stab.

Ich habe einen interessanten theorethischen Ansatz dazu gefunden, aus dem Jahr 1978. Leider liegt mir der Orignialtext (noch) nicht vor. Es geht um:

“The Use of Fiberreinforced Plastics in Thin-walled Structures,”
von Lee, D.J., and Hewson, P.J. in
"Stability Problems in Engineering Structures and Components",
von T.H. Richards and P. Stanley

Scheinbar haben Hewson und Lee eine modifizierte Euler-Formel aufgestellt. Sie Berücksichtig beim Knicken auch den Schubmodul, da der bei Faser-Kunststoff-Verbunden im Allgemeinen gering ist im Vergleich zum E-Modul (entlang der Rohrachse).
Die exakte Begründung und die genaue Formel habe ich noch nicht verstanden, aber ich melde mich nochmals, falls ich es jemals durchschaue... 

Gruß HAWKS

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wenn du deinen lagenaufbau etc kennst, dann bau dir mit

[URL=http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CDUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fmb-s1.upb.de%2FE-MechLAB%2FVerbundwerkstoff-Mechanik%2FProdukt%2FExperimente%2F_He rstellungsmethode%2FAnhang%2FLamiCens98%2FLamiCens_0_98.xls&ei=cP1KUZGMIY_DswbW6IHgBg&usg=AFQjCNEDCI6jxHOMazieg7NpsardjnVW3Q&sig2=hLYCL_Cld0NyJhVodFBCyg&bvm=bv.44158598,d.Yms&cad=r ja]lamicens[/URL] dein laminat nach, dann hast du ein E-Modul in die gewünschte Richtung.

Das I deines Ovalen Querschnitts kannste dir ausrechnen und dann hast du doch alles für die eulerschen knickfälle.

die haben wir bei unserem prof ( der erfinder von lamicens) auch genau so berechnet...

[Diese Nachricht wurde von cottec am 21. Mrz. 2013 editiert.]

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