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Grundlagen

Einheiten

Für die Anwendung von eLamX² werden Eingabedaten, zum Beispiel Schichtsteifigkeiten, Festigkeiten oder Lasten, benötigt. eLamX² arbeitet dabei grundsätzlich unabhängig von Einheitensystemen. Es ist durch den Anwender sicherzustellen, dass die eingegebenen Daten einem gemeinsamen, konsistenten Einheitensystem, wie beispielsweise dem SI- oder dem imperialen Einheitensystem, entstammen. In der nachfolgenden Tabelle sind einige gängige konsistente Einheitensysteme angegeben.

Einheitensystem nach ANSYS /UNITS-Kommando
Größe SI CGS MPA BFT BIN
Masse [kg] [g] [tonne] [slug] ([lbf][sec]²)/[in]
Länge [m] [cm] [mm] [ft] [in]
Zeit [s] [s] [s] [sec] [sec]
Temperatur [K] [K] [K] [°R] [°R]
Geschwindigkeit [m]/[s] [cm]/[s] [mm]/[s] [ft]/[sec] [in]/[sec]
Beschleunigung [m]/[s]² [cm]/[s]² [mm]/[s]² [ft]/[sec]² [in]/[sec]²
Kraft [N] [dyn] [N] [lbf] [lbf]
Moment [N] [m] [dyn] [cm] [N] [mm] [ft] [lbf] [in] [lbf]
Druck [Pa] [Ba] [MPa] [lbf]/[ft]² [psi]
Dichte [kg]/[m]³ [g]/[cm]³ [tonne]/[mm]³ [slug]/[ft]³ ([lbf][sec]²/[in])/[in]³
Energie [J] [erg] [mJ] [ft]/[lbf] [in]/[lbf]

Die in den Tooltips angegebenen Einheiten entsprechenden dem MPA-System. Ergebnisse von Berechnungen werden in der jeweils abgeleiteten Einheit des verwendeten Einheitensystems angegeben.

Koordinatensysteme

Die richtungsabhängigen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen machen die Definition von Koordinatensystemen nötig. Innerhalb von eLamX² werden zwei Koordinatensysteme verwendet. Die Eigenschaften der einzelnen unidirektionalen Schicht werden mit den Indizes ∥ und ⟂ gekennzeichnet und bilden das lokale Koordinatensystem. Die Symbole spiegeln die Eigenschaften längs und quer zur Faserrichtung der Einzelschicht wieder. Alle Größen, die sich auf den Gesamtverbund beziehen, erhalten die Richtungsindizes x und y. Dabei steht x für die 0°- und y die 90°-Grad Richtung des globalen Koordinatensystems des Mehrschichtverbundes.

Querkontraktionszahlen

In welcher Reihenfolge (deutsch o. angelsächsisch) ist die Querkontraktionszahl indiziert?

Der erste Index der Querkontraktionszahl gibt die Belastungsrichtung an, der zweite Index zeigt in welche Richtung die Querkontraktion wirkt. Somit ist $\nu_{\parallel \perp}$ die größere der beiden Querkontraktionszahlen und es gilt:

$$E_{\parallel} \nu_{\perp \parallel} = E_{\perp} \nu_{\parallel \perp}$$