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2022 | OriginalPaper | Chapter

5. Sandwichelemente

Author : Andreas Öchsner

Published in: Stoff- und Formleichtbau

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird der sogenannte Stoff- und Formleichtbau näher betrachtet. Hierbei wird das Leichtbaupotenzial hauptsächlich durch eine geeignete Wahl und Kombination verschiedener Werkstoffe und deren Verteilung im Querschnitt bestimmt. Als typischer Vertreter wird der Sandwichbalken und dessen Grundlagen vorgestellt.

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Bei Verbundelementen mit ?h^K < ?h^D, G^K < G^D spricht man von einem sog. Anti-Sandwich, siehe (Aßmus, 2017).

Die folgenden Unterkapitel werden dazu bestimmte Sachverhalte näher erläutern.

Die Dicke der Klebeschicht wird in der Regel beim Lagenaufbau vernachlässigt.

Dieser ist im Falle des Kerns identisch mit dem Teilschwerpunkt des Kerns.

Das Symbol „\(\boxdot \)“ steht für einen Anteil bezüglich eines Schwerpunktes. Die Abkürzung „St“ für einen „Steineranteil“.

Im Folgenden wird jedoch weitgehend auf eine Unterscheidung zwischen ,dünnen‘ und ,sehr dünnen‘ Deckschichten verzichtet.

Nimmt man typische Werte für Anwendungen von \(\tfrac {\Delta h^{\mathrm {D}}}{\Delta h^{\mathrm {K}}}=0,\!02 \dots 0,\!1\) und \(\tfrac {h_{\mathrm {c}}}{\Delta h^{\mathrm {K}}} \approx 1\) an, ergeben sich Steifigkeitsbeziehungen von \(\tfrac {E^{\mathrm {D}}}{E^{\mathrm {K}}}=833\dots 167\), siehe (Allen, 1969).

Hierbei wird zur Vereinfachung angenommen, dass das Versagen in der Deckschicht auftritt. Kernversagen soll an dieser Stelle ausgeschlossen werden.

Diese Beziehung kann auch als Grundgleichung des Gleichgewichts, d. h. zwischen den inneren Reaktionen (hier: t_xy) und den äußeren Lasten (hier: Q_z, als Reaktion auf die äußeren Querkräfte), angesehen werden.

Allen, H, G.: Analysis and Design of Structural Sandwich Panels. Oxford: Pergamon Press, 1969

Aßmus, M., Bergmann, S., Eisenträger, J., Naumenko, K., Altenbach, H.: Consideration of Non-uniform and Non-orthogonal Mechanical Loads for Structural Analysis of Photovoltaic Composite Structures. In Altenbach, H., Goldstein, R., Murashkin, E. (Hrsg.): Mechanics for Materials and Technologies (S. 73–122). Cham: Springer, 2017

Hertel, H.: Leichtbau: Bauelemente, Bemessungen und Konstruktionen von Flugzeugen und anderen Leichtbauwerken. Berlin: Springer, 1960 CrossRef

Klein, B.: Leichtbau-Konstruktion: Berechnungsgrundlagen und Gestaltung. Braunschweig: Friedr. Vieweg & Sohn, 1989 CrossRef

Klein, B.: Leichtbau-Konstruktion: Berechnungsgrundlagen und Gestaltung. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009 CrossRef

Öchsner, A.: Elasto-Plasticity of Frame Structure Elements: Modeling and Simulation of Rods and Beams. Berlin: Springer, 2014 CrossRef

Stamm, K., Witte, H.: Sandwichkonstruktionen. Wien: Springer-Verlag, 1974 CrossRef

Title: Sandwichelemente
Author: Andreas Öchsner
Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden
Book: Stoff- und Formleichtbau
Print ISBN: 978-3-658-38586-6

Electronic ISBN: 978-3-658-38587-3

Copyright Year: 2022
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-38587-3_5