Effect of core and face sheet deformation constraints on the macroscopic bending stiffness of structural sandwich panels

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Im Bereich von Leichtbaukonstruktionen eingesetzte Sandwichplatten bestehen aus zwei Deckschichten mit einer zweidimensionalen Zellstruktur als Kern. Da die Deformationsmoden des freien Zellkerns und der Deckschichten in der Regel nicht kompatibel sind, führt eine Deformation des assemblierten Sandwichtragwerkes zu einer gegenseitigen Verspannung des Kerns und der Deckschichten. Dieser Effekt kann das mechanische Verhalten der Gesamtstruktur nennenswert beeinflussen, bleibt jedoch in den klassischen Berechnungsverfahren üblicherweise unberücksichtigt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Einfluss der Kern-Deckschicht-Verspannung auf die effektiven Biegesteifigkeiten ebener Sandwichplatten zu analysieren. Dazu soll ein bereits früher durch den Antragsteller erarbeitetes verzerrungsenergiebasiertes Homogenisierungskonzept zur analytischen oder numerischen Bestimmung dreidimensionaler mechanischer Effektiveigenschaften zellulärer Sandwichkerne durch Analyse eines repräsentativen Volumenelementes in der Art modifiziert werden, daß eine direkte Bestimmung von Plattensteifigkeiten ermöglicht wird. Eine Verifikation der Ergebnisse soll durch exemplarische Analyse einer Standardgeometrie erfolgen. Hierbei ist ein Vergleich mit Ergebnissen auf Basis der klassischen Vorgehensweise durchzuführen.