Modul zur 3D-Darstellung von Versagenskriterien im Spannungsraum¶

Aufbau¶

In diesem Modul lassen sich die Versagenskörper für verschiedenste Versagenskriterien und Festigkeiten
darstellen. Es können mehrere Versagenskörper gleichzeitig dargestellt werden.

Bei den zurzeit implementierten Festigkeitskriterien handelt es sich um:
Puck-Kriterium [12]
ZTL-Kriterium [15], [10]
Hashin-Kriterium [5]
Cuntze-Kriterium [2], ehemals [3]
Tsai-Wu-Pauschalkriterium [19]
maximales Spannungskriterium
Sun-Kriterium [18]
Rotem-Kriterium [14]
Edge-Kriterium [4]
Mayes-Kriterium [11]
Kriterium analog LS-Dyna Mat58a1
Die Kriterien von Sun und das in LS-Dyna implementierte Versagenskriterium für MAT58a sind
hierbei identisch. Aufgrund dessen, dass eLamX derzeit nur mit Laminaedaten arbeitet und auf
die Betrachtung der Mikromechanik verzichtet wird, stehen keine Materialdaten für Faser- und
Matrixmaterial zur Verfügung. Aus diesem Grund wird beim Kriterium nach Rotem [14] der
Term, welcher Matrix-Elastizitätsmodul und -schubsteifigkeit enthält nicht berücksichtigt. Somit
entspricht die derzeitige Implementierung des Rotem-Kriteriums in eLamX der des Kriteriums
nach Sun und LS-Dyna Mat58a.

1 - Kriterienauswahl und Parameter
Für die Festigkeit von Faserverbundschichten unter multiaxialer Belastung gibt es verschiedenste
Versagenskriterien. Diese beruhen zumeist auf empirischen oder semi-empirischen Modellen,
welche auf der Auswertung uniaxialer Zug- und Druckversuchen basieren. Dabei wird die Verbundschicht
als homogene Schicht angesehen. In diesem Fenster erfolgt die Auswahl der darzustellenden
Kriterien in Form von den aus ihnen resultierenden Versagenskörpern.

Zusätzlich lassen sich die Festigkeiten der Verbundschicht, sowie zusätzliche Parameter, welche
zur Berechnung benötigt werden, festgelegen. Standardmäßig sind für die zusätzlichen Parameter
sinnvolle Werte eingetragen. Diese können jedoch jederzeit durch eigene Werte ersetzt werden.
2 - Grafische Ausgabe der Versagenskörper
In diesem Fenster erfolgt eine dreidimensionale Darstellung der resultierenden Versagenskörper
der verschiedenen Kriterien. Diese können mit Hilfe der gedrückten Maustasten in jede Position
verschoben, gedreht und gezoomt werden.

3 - Ansichtsoptionen
Über diese Buttons kann die Ansicht der Versagenskörper bearbeitet werden. So ist es mittels der
oberen drei Buttons möglich die drei Ebenen des dreidimensionalen Spannungsraums anzuzeigen.
Zusätzlich sind eine isometrische Darstellung und eine Anpassung der Versagenskörper an
die vorhandene Fenstergröße möglich. Als zusätzliche Option lassen sich die Versagenskörper mit
oder ohne Vernetzung darstellen.

Letztere Option ist besonders zu beachten bei Verwendung der Direct3D-Version von eLamX unter
Windows. Die Anzeige arbeitet bei dieser bei angeschalteter Netzsichtbarkeit in Abhängigkeit von
der Leistungsfähigkeit der Grafikkarte teilweise sehr langsam. Kommt es zu einer sehr verzögerten
Bildaktualisierung ist es hilfreich die Netzsichtbarkeit auszuschalten.