Die Rand-Finite-Elemente-Methode bei Spannungslokalisierungsproblemen in der Composite-Mechanik

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wilfried Becker
• Fachliche Zuordnung: Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5233104

Das beabsichtigte Forschungsvorhaben ist der Anwendung der Rand-Finite-Elemente-Methode für ausgewählte Spannungskonzentrationsprobleme in Composite-Laminaten gewidmet. Die Rand-Finite-Elemente-Methode (RFEM) ist ein neuartiges, im wesentlichen Finite-Elemente-basiertes numerisches Verfahren, das unter bestimmten geometrischen Gegebenheiten einsetzbar ist und dabei nur eine bloße Rand- oder Oberflächendiskretisierung erfordert. Von der Diskretisierung her ist die RFEM der Randelemente-Methode ähnlich, kommt aber ohne Fundamentallösung aus und ermöglicht eine leichte Ermittlung aller Feldgrößen im Kontinuums-Inneren.In dem beabsichtigten Vorhaben soll die RFEM speziell für die Analyse von Spannungskonzentrationsproblemen in Laminaten formuliert, angepaßt, implementiert und angewendet werden. Dabei sind erhebliche Vorteile für die Untersuchung transversaler Rißprobleme, die Erfassung von Laminat-Randeffekten und die Analyse der Gegebenheiten im Bereich eines Laminat-Loches zu erwarten. Insbesondere werden sich die vorhandenen Spannungssingularitäten effektiv erfassen lassen und klare bruchmechanische Schlußfolgerungen ziehen lassen. Vom numerischen Aufwand her ist eine deutliche Überlegenheit gegenüber der reinen Finite-Elemente-Methode zu erwarten, was eingehend zu untersuchen und zu bewerten ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen