Nachbeulanalyse dünnwandiger Faserverbund-Träger mit Hilfe der Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Mittelstedt
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik ; Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558736878

Der vorliegende Projektantrag ist der Analyse der Gesamtstabilität, also dem simultanen Auftreten lokaler und globaler Stabilitätsfälle unter Berücksichtigung von Querschnittsverzerrungen, in dünnwandigen Faserverbund-Laminat-Stäben und –Balken unter verschiedenen Randbedingungen und Lastszenarien gewidmet. Während das Stabilitätsverhalten klassischer isotroper Stäbe und Balken im Wesentlichen verstanden ist und vielerlei Analysemethoden für die Berechnung rein lokaler und globaler Stabilitätsfälle bereitstehen, so stellen sich bei Behandlung von anisotropen Faserverbund-Stäben und –Balken bei Beleuchtung der Gesamtstabilität und vor allem des überkritischen Beulverhaltens („Postbuckling“) eine Vielzahl von Fragen, deren Klärung das geplante Vorhaben gewidmet sein wird. Hierzu zählt neben der Beleuchtung der Einflüsse von laminattypischen Koppeleffekten und der transversalen Schubverzerrungen auch die Bereitstellung von Analysemethoden, die eine effiziente und dennoch hochgenaue Beleuchtung der Gesamtstabilität solcher Laminatstrukturen erlauben. Das geplante Vorhaben hat die Erweiterung der sog. Verallgemeinerten Technischen Biegetheorie (VTB) auf die Analyse des Beul- und Nachbeulverhaltens der Faserverbund-Stäbe und –Balken zum Ziel, wobei hier eine hierarchische Herangehensweise von einfachen zu immer komplexeren Aufgaben herangezogen wird. Der Stand der Forschung zeigt, dass hier noch erheblicher Forschungsbedarf besteht und gerade hinsichtlich des Einsatzes der VTB bezüglich der Stabilität der Faserverbund-Strukturen im Allgemeinen und der Faserverbund-Stäbe und –Balken im Speziellen ein besonders Potential zu vermuten ist, insbesondere was die Nachbeulanalyse betrifft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen