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Hallo,

ich bin dabei einige räumliche Fachwerkstrukturen per FEM (Abaqus) zu untersuchen. Meine Frage bezieht sich aber nicht speziell auf Abaqus, sondern auf die FE-Modellierung allgemein.

Es wird angenommen die Stäbe des Fachwerks sind in ihren Knotenpunkten verschweißt, so dass sie auch Biege- und Torsionslasten übertragen können. Bei den Stäben handelt es sich in diesem Fall um Rohre, also Hohlprofile.

Kann man generell nicht-isotrope Werkstoffmodelle sinnvoll auf Balkenelemente (Beam) anwenden? Es geht beispielsweise um Stäbe aus CFK. Macht es Sinn das Material als transversal isotrop zu definieren, oder wird dies durch die Balkenelemente nicht abgebildet?

Ich habe schon einige Veröffentlichungen gelesen, wo meistens die Sache vereinfacht wird und trotz CFK nur isotrope Eigenschaften eingesetzt werden. Falls die Stäbe gelenkig gelagert werden, bleiben nur noch Zug-Druck-Kräfte und es ist egal, ob die Stäbe nicht isotrop sind, da nur die Steifigkeit in Stabrichtung wesentlich ist.

Als Ergebnisse interessieren mich die Verformung des Fachwerks (Steifigkeit), sowie die vorliegenden Kräfte/Spannungen und auch die Eigenfrequenzen/Eigenformen.

Danke schonmal für eure Hinweise dazu.

[Diese Nachricht wurde von Avrojet am 02. Aug. 2016 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Avrojet:
........... beispielsweise um Stäbe aus CFK. Macht es Sinn das Material als transversal isotrop zu definieren, oder wird dies durch die Balkenelemente nicht abgebildet?

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Ja, wenn die CFK-Faser nur in einer Reichung orientiert ist.
Wenn FE Software transversal isotrope Balkenelemente hat, warum nicht,

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Grüße, Moe

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In der Abaqus Dokumentation wird das Thema Balkenelemente + nicht-isotrope Materialeigenschaften nicht wirklich angesprochen.

Es ist wohl möglich diese Materialeigenschaften auf Balkenelemente anzuwenden, meine Frage ist dennoch ob die Ergebnisse, die dabei herauskommen, glaubhaft sind oder nicht.

Ein anderer Punkt. Du sagst "Ja, wenn die CFK-Faser nur in einer Reichung orientiert ist."
Wenn man ein Mehrschichtlaminat hat, kann man die Eigenschaften des Gesamtverbunds nach der klassischen Laminattheorie berechnen (z.B. mit Programm http://www.thelaminator.net/ ) und erhält dann Werkstoffdaten (E-Modul, G-Modul, Querkontraktion) für den Gesamtverbund. Dieser Gesamtverbund kann dann ebenfalls mit einem transversal isotropen Werkstoffmodell abgebildet werden, oder nicht? Die einzelnen Schichten haben dabei unterschiedliche Richtungen der Faser.

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