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Theoretische und experimentelle Untersuchungen glasfaserverstärkter Verbundwerkstoffplatten unter dynamischer Belastung = Theoretical and experimental investigation of glass fibre reinforced plastic plates under dynamic loading



Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Sabine Frenz

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2006

UmfangVI, 125 S. : Ill., graph. Darst.


Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2006

Prüfungsjahr: 2006. - Publikationsjahr: 2007


Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter


Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-19260
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/465380/files/Frenz_Sabine.pdf

Einrichtungen

  1. Lehrstuhl und Institut für Allgemeine Mechanik (411110)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Faserverbundwerkstoff (Genormte SW) ; Dynamische Belastung (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Platten (frei) ; fibre reinforced plastics (frei) ; dynamic loading (frei) ; plates (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Mit Hilfe eines Stoßwellenrohres wird das Verformungs- und Schwingungsverhalten kreisförmiger, glasfaserverstärkter Verbundwerkstoffplatten unter impulsartiger Belastung untersucht. Die Art der Belastung der Strukturen tritt in ähnlicher Form in der Technik auf, beispielsweise bei Tragflächen unter Windbelastung, Schornsteinen unter Böenbelastung oder bei Explosionsbelastungen technischer Objekte. Es ist wichtig, das Verhalten von Strukturen allgemein unter Impulslasten schon in der Entwicklungsphase zu berücksichtigen. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur zuverlässigen Vorhersage des Verformungsverhaltens einer eingeschränkten Klasse derartiger Strukturen. Im theoretischen Teil werden sowohl geometrische Nichtlinearitäten als auch das dehnratenabhängige Materialverhalten betrachtet. Die verwendete Schalentheorie, die für kleine Dehnungen und moderate Rotationen entwickelt wurde, berücksichtigt Schubdeformationen erster Ordnung. Es wird sowohl elastisches als auch viskoelastisches Materialverhalten in das Finite-Elemente-Programm implementiert. Dieses Materialverhalten wird durch verschiedene quasi-statische und dynamische Versuche überprüft. Die Zuverlässigkeit der mit Hilfe des Finite-Elemente-Programms berechneten Plattenverformungen wird verifiziert durch den Vergleich mit den gemessenen Daten aus den Experimenten im Stoßwellenrohr. Der Einfluss der gewählten Randbedingungen auf die Simulationsergebnisse sowie die Sensitivität der Simulationsergebnisse auf Schwankungen in den Materialparametern wird ebenfalls untersucht.

A shock-wave tube has been used to investigate the behaviour of circular glass fibre reinforced plastic (GRP) plates under impulsive loading. The kind of loading the structures are subjected to in the tube corresponds to similar loading situations in reality, e.g. an aeroplane's wings undergoing air loading, chimneys experiencing gust loading or explosive loading on technical strcutures. It is important to bear in mind the structural response to these loadings in the design stages. The aim of this study is to find a reliable way to simulate and thus predict the response of a class of these structures to shock-wave loading. The theoretical approach combines two aspects: geometrical nonlinearities and rate-dependent material behaviour. The first order shear deformation shell theory used, developed to cater for small strains and moderate rotations, accounts for the possible geometrical nonlinearities and shear deformations. Elastic and viscoelastic material laws have been implemented into the finite element programme. In order to confirm the calculated material parameters and determine the material behaviour of the glass fibre reinforced specimens under different strain rates, a selection of quasi-static and dynamic experiments are done. The reliability of the deformations calculated by the finite element programme is investigated by comparison with the results from the experiments using the shock wave tube. The influence of the chosen boundary conditions on the simulation results as well as the sensitivity of the simulation results with respect to variations in material parameters has been investigated.

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Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis

Format
online, print

Sprache
German

Interne Identnummern
RWTH-CONV-145416
Datensatz-ID: 465380

Beteiligte Länder
Germany

 GO


OpenAccess

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The record appears in these collections:
Document types > Theses > Ph.D. Theses
Faculty of Mechanical Engineering (Fac.4)
Publication server / Open Access
Public records
Publications database
411110

 Record created 2015-04-10, last modified 2022-04-22


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