Numerische Untersuchung zum Tragverhalten von dünnwandigen, zylindrischen, zellulären Strukturen unter axialer Belastung

Eine genauere Untersuchung zeigt allerdings, dass auch die Sechseckzylinderform eine geringe Imperfektionsempfindlichkeit besitzt. Zusätzlich zu der ersten Beulform wurden jeweils die Imperfektionen aus den ersten neun Beulformen aufgegeben. Dabei gibt es einige Kurven, die noch größere Laststeigerungen aufweisen. Aber einige der Kurven brechen auch auf einen Wert ein, der unterhalb der kritischen Last der perfekten Form liegt. Wird der Zylinder mit einer Imperfektion in einem Bereich von 0,50 bis 2,00 vorverformt, so beträgt die kritische Last dann nur noch 75 % der Vergleichslast des perfekten Zylinders, sinkt aber bei dieser Untersuchung nie darunter. In Abb. 4.14 wird aber auch ein Aufwärtstrend deutlich, wenn die Imperfektion größer wird als 2,00. Die Ergebnisse der Formen S2 bis S4 zeigen den gleichen Trend. Die Last bleibt immer über 75 % der kritischen Last der perfekten Struktur. Die Größe hängt aber von der Form ab, in die die Struktur bei dem Aufbringen der Imperfektionen gebracht wird. Die Kurven der Berechnungen der Formen S1 bis S4 unter den Randbedingungen RB01 und RB05 sind detailliert in Abb. C.45(a) bis Abb. C.48(b) im Anhang C aufgeführt. [...]

Bei der Untersuchung der Imperfektionsempfindlichkeit ist ein wichtiger Unterschied zu der am Kreiszylinder durchgeführten Untersuchung zu berücksichtigen. Die Beulform, in die sich die Struktur bei Erreichen der kritischen Last begibt, ist nicht bekannt. Aus diesem Grund wurde der in Kapitel 3.2.4 bereits aufgezeigte Weg über das Updaten der Geometrie und eine erneute Belastung gewählt. Aus den Ausführungen von Brush und Almroth21 ist bekannt, dass eine ebene Fläche beim Erreichen der kritischen Last noch weiter belastet werden kann und ein stabiles Nachbeulverhalten ausweist. In einer ersten Untersuchung wurde die Sechseckzylinderform S1 mit den drei relevanten Randbedingungen mit einer Imperfektion bis zum Dreifachen der Blechdicke versehen. Als Grundlage dafür diente die jeweils erste Beulform der perfekten Struktur. In Abb. 4.13 ist die kritische Last in Abhängigkeit der Last der perfekten Form aufgetragen. Auch für den Sechseckzylinder zeigt sich das erwartete Ergebnis. Diese Form besitzt keine Empfindlichkeit gegenüber Imperfektionen und ein stabiles Nachbeulverhalten. Es ist sogar eine mehr als zweifache Laststeigerung im Vergleich zu der Beullast der perfekten Form möglich. [...]

Höhe sehr fein und die Knotenanzahl sehr groß. Es werden Zylinder aus 1,00 bis 40,00 ganzen Wellenlängen untersucht, da in diesem Bereich ein sinnvolles Verhältnis aus benötigter Rechenzeit und erhaltener Aussage liegt. Es zeigt sich, dass die Größe der kritischen Last weitgehend unabhängig von der Länge des Zylinders ist. Die Sprünge in der Kurve sind darauf zurückzuführen, das bei der entsprechenden Höhe ein Vielfaches der Beullänge des Sechseckzylinders erreicht wurde und sich der Zylinder anders verhält. Die Untersuchung dieser Wellenlänge ist allerdings nicht Gegenstand dieser Arbeit. Die Beulformen sind jeweils ähnlich wie bei den untersuchten Sechseckzylindern aus nur vier Wellenlängen. [...]