Kapitel 7

Realisierung vonFaserwerkstoffen inCOSMOS/M

Finite Element Programme bieten die Moglichkeit Elemente mit Laminateigen-schaften zu modellieren, so auch das FE-System Cosmos/M.

7.1 Elementtypen

COSMOS halt hierfur die Elementtypen SHELL4L und SHELL3L vor. Der letz-te Buchstabe L deutet auf Layer oder Laminat hin.

7.2 Materialeingabe, Lagenaufbau und Lagen-richtung

Es mussen die Material Properties: EX, EY, NUXY, GXY eingegeben werden.Material Koodinatensystem geht ohne besondere Einstellung von der ~x elRichtung des Element-Koordinatensystems aus (Definition wie bei Nastran).Diese Option kann wie folgt umgestellt werden: Propsets, Change Element Pro-perty,PropsetName=Elemente Coord Sys, Fur Coord-Sys 6= 1 einstellen, dasbedeutet globales Koordinatensystem. Die Lagennummern werden von unten(bottom up im Sinne der ~zel-Achse) gemessen. Parameter bei der Eingabe desElementtyps: NL Anzahl der Lagen Unter EGROUP ist auf Option 3 zu achten:Nodal stess calculation:

0 = default, globales KOS

1 = im lokalen (Element) KOS

2 = im Material KOS (das sollte man wahlen)

Real Constants:

r1 = Abstand der Referenzebene (Mittelebene) zur oberen Oberflache

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KAPITEL 7. REALISIERUNGVON FASERWERKSTOFFEN IN COSMOS/M36

r2 = Temperatur Gradient

r3 = Dicke der Lage 1

r4 = Material Nummer der Lage 1

r5 = Winkel der Lage 1

r6 = Dicke der Lage 2

r7 = Material Nummer der Lage 2

r8 = Winkel der Lage 2

r9 = Dicke der Lage 3

r10 = Material Nummer der Lage 3

r11 = Winkel der Lage 3

r12 = Dicke der Lage 4

r13 = Material Nummer der Lage 4

r14 = Winkel der Lage 4

Ausdruck des Tsai Wu Kriteriums

Man kann sich das Tsai Wu Kriterium plotten ausdrucken lassen. Das Kriteriumwird element- und lagenweise angegeben, fur jede Lage auf der Ober- (Top) undder Unterseite (Bottom). Folgende Eingaben sind erforderlich:

switch on option 5 in Element Group failure analysis Tsai Wu

switch on stress print flag in Analysis, Static, Stress Analysis Option: Stressprint flag =0 (-1 no printout)

AISC code no in stress analysis option

Switch on Type of failure analysis Tsai Wu in stress analysis option

sonst wird kein Kriterium ausgegeben.

7.2.1 Session-File fur Beispiel

Eine Scheibe 200 mal 1000 mm aus einem Laminat mit drei je 0.125 mm star-ken Lagen 45, 0 und -45 wird an einer Schmalseite eingspannt. An der an-deren Schmalseite greifen auf die Knoten verteilte Zugkrafte in Richtung derLangsachse des Steifens an.Der Streifen ist in die x-y-Ebene gelegt, jedoch nicht parallel zu den Koordina-tenachsen, um die Besonderheiten des Elementkoordinatensystems zu zeigen.Es ist ubrigens die gleiche Problemstellung, die mit dem MatLab Code bearbei-tet wurde.

KAPITEL 7. REALISIERUNGVON FASERWERKSTOFFEN IN COSMOS/M37

C*C* COSMOS/M Geostar V2.50C* Problem : Faser Date : 02-16-2006 Time : 08:34:51C*PT,1,0,0,0PT,2,707,707,0PT,3,566,848,0PT,4,-141,141,0SF4PT,1,1,2,3,4,0EGROUP,1,SHELL4L,1,3,2,0,0,0,0,0MPROP,1,EX,4.37E4MPROP,1,EY,0.72E4MPROP,1,GXY,2.09E2MPROP,1,NUXY,0.42RCONST,1,1,1,10,0.1875,0,0.125,1,45,0.125,1,0,0.125,1RCONST,1,1,11,1,-45M_SF,1,1,1,4,50,10,1,1DCR,3,AL,0,3,1FCR,4,FX,128,4,1FCR,4,FY,128,4,1C* R_STATICC*C* COSMOS/M Geostar V2.50C* Problem : Faser Date : 02-16-2006 Time : 08:48:30C*C* R_STATICC*