Strukturmechanische Modellierung und Analyse des Tragverhaltens von dünnwandigen hochbelasteten Composite-Biege- und Querkraftträgern

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Die wichtigsten strukturmechanischen Elemente im konstruktiven Ingenieurbau sind stab- oder balkenförmige Bauteile, oft in Form von dünnwandigen Trägern, z.B. im Stahlbau als I-Träger oder als Kastenträger. Hingegen ist der Einsatz dünnwandiger Bauteile aus neuartigen Composite-Materialien wie z.B. faserverstärkten Kunststoffen ein zukunftsträchtiges und recht neues Arbeitsgebiet, zu dem noch eine Vielzahl von ganz grundlegenden offenen Fragen besteht, deren Klärung das laufende Forschungsprojekt gewidmet ist. So ist eine neuartige Träger-Modellbildung auf der Basis einer recht allgemeingültigen Kinematik mit segmentweisen verschiebungsbasierten Ansätzen in Trägerflanschen und -stegen erstellt worden. Diese führt auf eine geschlossen-analytische Beschreibung der Trägerfeldgrößen – Verschiebungen, Verzerrungen, Spannungen. Die Tragfähigkeitsbewertung konkreter Trägersituationen mit Hilfe moderner Versagenskriterien (z.B. nach Puck, Tsai-Wu oder Hashin) wird es ermöglichen, dem Anwender Bemessungshilfen z.B. in Form von M-Q-Interaktionstafeln bereitzustellen und außerdem grundlegende Parameterabhängigkeiten aufzudecken. Auf der damit gegebenen Basis soll mit den Mitteln der nichtlinearen Optimierung ergründet werden, welche bauliche Situation welches Optimierungspotential beinhaltet und wie sich möglichst optimale Trägerlösungen realisieren lassen. Diese Ergebnisse werden natürlich auch von erheblicher praktischer Relevanz sein.