Anhang A.12: Benutzermaterialkonstante 13: Fasersteifheit nach Ausfall

Die 13. Benutzermaterialkonstante dient zum Definieren der Reaktion des Verbundwerkstoffs nach einem Faserversagen, wenn die sofortige Degradation verwendet wird. Genau gesagt repräsentiert dieser Wert einen Anteilswert zum Definieren der beschädigten E-Module der Faserkonstituente, nachdem ein Ausfall der Faserkonstituente aufgetreten ist.

Die Fasersteifheit nach Ausfall ist ein Anteilswert zum Definieren der beschädigten E-Module der Faserkonstituente, nachdem der Ausfall der Faserkonstituente aufgetreten ist. Genau gesagt ist es das Verhältnis der ausgefallenen Faserkonstituentenmodule zu den nicht ausgefallenen Faserkonstituentenmodulen. Bei unidirektionalen Materialien würde der Wert 0.01 angeben, dass nach dem Eintritt eines Faserversagens an einem bestimmten Integrationspunkt alle sechs Faserkonstituentenmodule (, , , , , ) auf 1 % der ursprünglichen unbeschädigten Faserkonstituentenmodule am betreffenden Integrationspunkt reduziert werden. Bei gewebten Materialien würde der Wert 0.01 angeben, dass nach dem Eintritt eines Faserversagens an einem bestimmten Integrationspunkt drei der Faserkonstituentenmodule (, , ) auf 1 % der ursprünglichen unbeschädigten Faserkonstituentenmodule am betreffenden Integrationspunkt reduziert werden. Der Wert für die Fasersteifheit nach Ausfall muss größer als 0 und niedriger oder gleich 1 sein.

Anmerkung: Als Reaktion auf einen Faserkonstituentenausfall erzwingt die aktuelle Implementierung von Simulation Composite Analysis eine isotrope Degradation der Fasereigenschaften für unidirektionale Materialien und eine orthotrope Degradation der Fasereigenschaften für gewebte Materialien.

Anmerkung: Bei gewebten Verbundwerkstoffen muss die dritte Benutzermaterialkonstante (progressive Versagensanalyse) auf einen Wert von 2 festgelegt werden, wenn die Fasersteifheit nach Ausfall angegeben ist. Wenn die dritte Konstante auf den Wert 1 gesetzt ist, wird die 13. Benutzerkonstante ignoriert.

Der Wert der 13. Benutzermaterialkonstante kann starke Auswirkungen auf die prognostizierte progressive Ausfallreaktion einer mehrschichtigen Verbundstruktur haben, da diese Konstante weitgehend verantwortlich ist für die Rate, mit der lokale Lasten nach dem lokalen Versagen einer Faserkonstituente neu verteilt werden. Da der Wert der 13. Benutzermaterialkonstante von 1.0 auf 0.0 reduziert wird, ist es daher wahrscheinlicher, dass ein lokales Faserversagen eine Kaskade lokalisierter Faserausfälle auslöst. Abhängig von der Größe der Faserausfallkaskade ist das Ergebnis möglicherweise als eine deutliche Abschwächung der gesamten strukturellen Reaktion erkennbar, oder es handelt sich um eine ungebremste Kaskade, die zu einem globalen Strukturversagen führt.