Modellschadenstoleranz

Die Schadenstoleranz ist die Fähigkeit einer Struktur, die erforderliche strukturelle Festigkeit oder Steifheit beizubehalten, obwohl ein Schaden darauf einwirkt.

Wenn ein Verbundbauteil beschädigt ist, sind zahlreiche Ausfallmodi möglich. Diese Ausfallmodi sind Fehler auf Konstituentenebene (z. B. Faser- und Matrixfehler), daher ist es angebracht, Schaden auf dieser Ebene zu modellieren. Simulation Composite Analysis eignet sich gut für die Modellierung von Schadenstoleranz, da Sie Schaden auf Konstituentenebene in Elementen am Anfang der Analyse angeben können. Nehmen Sie als Beispiel eine Platte, die durch Einwirken einer Masse beeinträchtigt wurde, wodurch in dem betroffenen Bereich ein diffuser Matrixschaden aufgetreten ist. Sie können einen Bereich bestimmen, der den beschädigten Bereich darstellt, und diesem Bereich vor dem Start der Analyse ein Matrixversagen zuweisen. Am Anfang der Analyse hat dieser Bereich einen SVAR1-Wert von 2 (Matrixversagen), und im Verlauf der Simulation kann in dem Bereich ein Faserversagen auftreten, das zu einem SVAR1-Wert von 3 führt. Der Ausgangswert von SVAR1, der dem beschädigten Bereich zugewiesen ist, ist nicht fixiert und kann sich ändern, wenn das Matrix- oder Faserausfallkriterium erfüllt ist.

Der Ausgangswert von SVAR1 muss eine Ganzzahl gleich 1, 2 oder 3 sein. Bei unidirektionalen Materialien bedeutet 1 kein Versagen, 2 bedeutet ein Matrixversagen und 3 bedeutet Faser- und Matrixversagen. Bei gewebten Materialien bedeutet 1 kein Versagen, 2 bedeutet ein Matrixversagen in allen Garnen und der Matrixtasche und 3 bedeutet ein Faserversagen in allen Garnen sowie ein Matrixversagen in allen Garnen und der Matrixtasche. Die im Folgenden aufgeführten ANSYS-Befehle werden zum Aktivieren der Schadenstoleranz verwendet:

COMPAN, …	
TB, STATE, < MATID >, , < NSTATV >
TBDATA, 1, < initial value of SVAR1 (2 or 3) >

Anmerkung: Die TB- und TBDATA-Befehle sind erforderlich, um festzulegen, dass ein Material degradierte Materialeigenschaften verwendet. Sie müssen direkt nach dem Befehl COMPAN folgen, der das Verhalten des unbeschädigten Materials definiert.

Anmerkung: Die Argumente MATID und NSTATV im obigen TB-Befehl müssen genau mit den MATID- und NSTATV-Argumenten übereinstimmen, die während des COMPAN-Befehls angegeben werden (Definieren eines Simulation Composite Analysis-Materials).