Stabilität dünnwandiger Composite-Träger

Forschungsschwerpunkt

Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung effizienter analytischer Rechenverfahren, mit deren Hilfe in der praktischen Anwendung eine Abschätzung des lokalen und des globalen Stabilitätsverhaltens erfolgen kann.

Die Designparameter eines Faserverbund-Trägers sind aufgrund des komplexen Materialverhaltens deutlich höher als die eines Isotropen. Um die Vorteile, der sehr hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten von Faserverbunden, in der Gesamtstruktur ausspielen zu können ist es entscheidend in der Konstruktions- und Auslegungsphase effiziente Rechenverfahren zur Optimierung der Designparameter zur Verfügung zu stellen.

Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung innovativer, schneller und hochgenauer Rechenverfahren, mit deren Hilfe in der Ingenieurspraxis eine Stabilitätsanalyse von Laminat- und Sandwich-Trägern erfolgen kann.

Wichtige Themenfelder im Bereich der Stabilitätsanalyse von Faserverbund-Trägern sind bei uns:

• lokale Stabilität

• globale Stabilität

• analytische und semi-analytische Rechenverfahren

• Koppeleffekte

• transversale Schubverformungen

• höhere Balkentheorien

• höhere Laminattheorien

• erstellen von Design-Richtlinien

• experimentelle Validierung

Im Bereich des Stabilitätsverhaltens (sowohl im Sinne der Verzweigungstheorie als auch hinsichtlich des überkritischen Verhaltens) schubweicher Träger in Faserverbund- oder Sandwich-Bauweise besteht eine erhebliche Anzahl offener Fragen, deren Klärung unsere gegenwärtigen Forschungen gewidmet sind.

Literatur

Schreiber, P., Mittelstedt, C. (2018): A holistic approach for local buckling of composite laminated beams under compressive load, Archive of Applied Mechanics 89:1243-1257

Hermann, J., Müllenstedt, T., Kühn, T., Mittelstedt, S., Mittelstedt, C. (2017): Closed-form solutions for the local buckling behavior of composite beams based on higher-order laminate theories. Manuskript in Vorbereitung.

Baucke, A. / Mittelstedt, C. (2015): Explicit buckling analysis of composite laminated plates under compression taking bending-twisting-coupling into account, Composite Structures 128:437-454

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Beerhorst, M. / Seibel, M. / Mittelstedt, C. (2011): Buckling behavior of an orthotropic plate strip under combined compression and shear, Journal of Aircraft 48:1360-1367

Mittelstedt, C. / Beerhorst, M. / Becker, W. (2009): Ein Beitrag zur Analyse des Flansch-Beulproblems dünnwandiger anisotroper Composite-Träger, Bauingenieur 84:35-45

Mittelstedt, C. (2007): Stability behaviour of arbitrarily laminated composite plates with free and elastically restrained unloaded edges, International Journal of Mechanical Sciences 49:819-833

Mittelstedt, C. (2007): Local buckling of wide-flange thin-walled anisotropic composite beams, Archive of Applied Mechanics 77:439-452