Analyse der Lastübertragung an Bolzenverbindungen zwischen Laminaten beliebigen Layups
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des geförderten Projekts war die elastizitätstheoretische Analyse der Beanspruchungssituation an Bolzenverbindungen von Laminaten endlicher Geometrie. Zur Ermittlung der geschlossen-analytischen Näherungslösungen wurden insgesamt drei verschiedene Wege beschritten. Zunächst wurde ein einfaches eindimensionales Modell erzeugt, das die Kraftübertragung vom Bolzen in das Laminat erfasst. Als Nächstes wurde das Ritzverfahren verwendet, wobei die Verschiebungsansätze aus detaillierten Finite-Elemente-Referenzlösungen identifiziert wurden. Schließlich wurde die Methode der komplexen Potentiale in der allgemeinen Formulierung eingesetzt. Basierend auf dieser Methode wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem sich sehr schnell die Spannungs- und Verschiebungsverhältnisse in der Lochumgebung ermitteln lassen. Alle genannten Methoden wurden bezüglich Richtigkeit und Rechengeschwindigkeit mit der Finite- Elemente-Methode verglichen. Die im Rahmen des Projekts entwickelte Methode eignet sich zur schnellen Berechnung der Spannungen und Verschiebungen in der Umgebung des Bolzens und damit zur qualitativen und quantitativen Beurteilung der Festigkeit der Bolzenverbindung von Laminaten endlicher Geometrie. Damit ist es eine gute Grundlage für das Auffinden bestmöglicher Bolzenverbindungen auf dem Wege der mathematischen Strukturoptimierung.
