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Festschrift pp 117-128 | Cite as

A Consistent Layered Macro-element for the Evaluation of Interlaminar Stresses in Laminates

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Summary

For the analysis of interlaminar stresses in laminates an extended plane shell element is developed. The set of variables of the common shell theory is completed by the tractions at the upper and lower surface, the variables for selfequilibrated stress states and the associated distorsions of the cross section. In order to avoid locking, surplus shape functions are eliminated by consistency conditions. The element contains a complete set of displacement variables and can be handled like a common brick element. It is numerically stable even for a low thickness compared to the length. Cracks are introduced by constraints, which generate additional variables for the crack opening displacements.

Zusammenfassung

Es wird ein erweitertes, ebenes Schalenelement zur Berechnung der interlaminaren Spannungen in Faserverbunden vorgestellt. Neben den Unbekannten der normalen Schalentheorie werden auch Schnittgrößen für Eigenspannungen, die Spannungskomponenten an den Deckflächen und die zugeordneten Querschnittsverformungen erfaßt. Um Locking-Effekte zu vermeiden, werden überzählige Freiwerte in den Ansätzen durch Konsistenzbedingungen abgelöst. Das Element enthält einen vollständigen Satz von Weggrößen und kann wie ein Volumenelement gehandhabt werden, ohne daß bei geringen Dicken die numerische Stabilität leidet. Risse werden über Zwangsbedingungen erfaßt, wobei als zusätzliche Variablen die Rißöffnungen auftreten.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1988

Authors and Affiliations

  1. 1.BraunschweigDeutschland

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