DE05757421T1

DE05757421T1 - Crush-modellierung

Info

Publication number: DE05757421T1
Application number: DE05757421T
Authority: DE
Inventors: Ian Coles; Graham Lingfield BARNES; Richard Roberts; James Anderson
Original assignee: Engenuity Ltd Cuckfield; Engenuity Ltd
Current assignee: Engenuity Ltd Cuckfield; Engenuity Ltd
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-10-11
Also published as: RU2007103231A; NO20070639L; JP4980902B2; CA2572704A1; IL180510A0; AU2005258950A1; IL180510A; ES2424153T3; WO2006003438A2; BRPI0512917A; EP1782297B1; JP2008505416A; KR20070054628A; EP1782297A2; WO2006003438A3

Abstract

Verfahren zum Feststellen der Stoßfestigkeit einer ein knautsch- bzw. verformbares Material enthaltenden Struktur, mit den Schritten des Feststellens, für eine oder mehrere Schichten eines finiten Elements des Materials während eines Stoßes bzw. Aufpralls, ob das Element oder dessen Schicht als aufgrund Verformung versagend zu behandeln ist, und, wenn das Element oder die Schicht derart als versagend bewertet ist, des Definierens eines tragenden bzw. belastbaren Abschnitts der Struktur und des Behandelns des tragenden Abschnitts zum Zwecke nachfolgender Berechnungen als eine ständige Festigkeit aufweisend.

Claims

Verfahren zum Feststellen der Stoßfestigkeit einer ein knautsch- bzw. verformbares Material enthaltenden Struktur, mit den Schritten des Feststellens, für eine oder mehrere Schichten eines finiten Elements des Materials während eines Stoßes bzw. Aufpralls, ob das Element oder dessen Schicht als aufgrund Verformung versagend zu behandeln ist, und, wenn das Element oder die Schicht derart als versagend bewertet ist, des Definierens eines tragenden bzw. belastbaren Abschnitts der Struktur und des Behandelns des tragenden Abschnitts zum Zwecke nachfolgender Berechnungen als eine ständige Festigkeit aufweisend.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der tragende Abschnitt einen Abschnitt des Elements oder der Schicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, das das Definieren einer Verformungsfront umfasst, wobei es dem Element oder der Schicht gestattet ist, durch während deren Verformung die Verformungsfront hindurchzugehen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, das das Anwenden der ständigen Festigkeit auf individuelle Knoten des Elements oder der Schicht umfasst, so dass der tragende Abschnitt die Knoten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, mit den folgenden Schritten: Definieren einer Verformungsfront, wobei es dem Element oder der Schicht gestattet ist, durch während deren Verformung die Verformungsfront hindurchzugehen, Aufteilen der ständigen Festigkeit zwischen Knoten, die durch die Verformungsfront hindurchgegangen sind, und Knoten, die dieses nicht sind, als eine Funktion der Fläche oder der Penetrationstiefe des Elements oder der Schicht, die durch die Verformungsfront hindurchgegangen ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das das Aufteilen der ständigen Festigkeit zwischen Knoten, die durch die Verformungsfront hindurchgegangen sind, und Knoten, die dieses nicht sind, in Proportionen entsprechend der Größe der Fläche oder Penetrationstiefe des Elements oder der Schicht, die durch die Verformungsfront hindurchgegangen ist, umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Feststellen, ob das Element oder die Schicht als aufgrund Verformung versagend zu behandeln ist, durch das Feststellen, ob eine Stoßkörperbarriere physisch in einen dem Element oder der Schicht zugewiesenen Raum eingreift, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das das Feststellen, ob das Element oder die Schicht aufgrund Verformung als versagend zu behandeln ist, durch das Berechnen der Belastung oder der Beanspruchung des Elements oder der Schicht und Vergleichen der Belastung oder Beanspruchung mit einem Schwellversagenswert umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Definieren einer Verformungsfront und das Feststellen der ständigen Festigkeit als eine Funktion einer Dicke des entlang der Verformungsfront verformten Elements bzw. der entlang der Verformungsfront verformten Schicht umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Definieren einer Verformungsfront und das Feststellen der ständigen Festigkeit als eine Funktion einer Kontaktfläche an der Verformungsfront umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die ständige Festigkeit für ein gegebenes Element einen tatsächlichen Wert hat, der eine konstante Funktion der Kontaktfläche ist.
Verfahren nach Anspruch 11, das das Definieren der ständigen Festigkeitskraft als direkt proportional zu der Kontaktfläche umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das verformbare Material ein Verbundmaterial mit einer Mehrzahl von Schichten ist, wobei das Verfahren das Feststellen der Festigkeit als eine Funktion der Schichtung der Schichten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, das das Feststellen der Festigkeit als eine Funktion der Reihenfolge der Schichten in dem Verbundmaterial umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Feststellen der ständigen Festigkeit als eine Funktion von einem oder mehreren dynamischen Parametern umfasst, die sich auf den Stoß bzw. Aufprall beziehen.
Verfahren nach Anspruch 15, das das Feststellen der ständigen Festigkeit als eine Funktion einer Geschwindig keit und/oder eines Winkels, mit der bzw. unter dem das Element oder die Schicht getroffen wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, das das Feststellen der ständigen Festigkeit als eine Funktion einer Größe der auf das Element oder die Schicht ausgeübten Rotation umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das den Schritt des Festlegens eines Satzes finiter Elemente der Struktur als verformungsanfällig umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Satz nur ein Untersatz aller verfügbaren Elemente ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren das parallele Ausführen konventioneller Finiter-Element-Berechnungen und das Zurückgreifen auf die konventionellen Berechnungen in dem Fall, dass zu jedem Zeitpunkt das Element oder die Schicht als aufgrund eines Nichtverformungs-Versagensmodus als versagend berechnet wird, umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Zuweisen einer verminderten Verformungsfähigkeit zu einem Element für zukünftige Verformungsanalysen umfasst, wenn die Analyse des Elements oder der Schicht auf eine konventionelle Finite-Element-Analyse zurückgreift.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1, bei dem die finiten Elemente Hüllen- bzw. Schalenelemente sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem die finiten Elemente feste Elemente sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem die finiten Elemente Strahlenelemente sind.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Definieren einer Verformungsfront und das Einstellen einer relativen Geschwindigkeit zwischen einem Stoßkörper und dem Element oder der Schicht während des Durchgehens der Verformungsfront durch das Element umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, das das Modifizieren der ständigen Festigkeit entlang einer Länge des Elements in Einklang mit einer vorbestimmten Funktion der relativen Geschwindigkeit umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Definieren einer Verformungsfront und das Einstellen eines Stoß- bzw. Aufprallwinkels zwischen einem Stoßkörper und dem Element oder der Schicht während des Hindurchgehens der Verformungsfront durch das Element umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, das das Modifizieren der ständigen Festigkeit entlang einer Länge des Elements in Einklang mit einer vorbestimmten Funktion des Stoß- bzw. Aufprallwinkels umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Definieren einer Verformungsfront und das Festlegen einer Reibung des Elements oder der Schicht mit der Verformungsfront umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das das Festlegen der Materialdämpfungskoeffizienten umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das verformbare Material ein Verbundmaterial umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, bei dem das Verbundmaterial ein faserverstärktes Verbundmaterial ist.
Verfahren nach Anspruch 31, bei dem das Verbundmaterial ein kohlefaserverstärktes Harz ist.
Verfahren zum Bestimmen der Stoßfestigkeit einer ein verformbares Material enthaltenden Struktur, mit den Schritten des Feststellens, für eine oder mehrere Schichten eines finiten Elements des Materials während eines Stoßes bzw. Aufpralls, ob das Element oder dessen Schicht als aufgrund Verformung versagend zu behandeln ist, und, wenn das Element oder die Schicht derart als versagend bewertet ist, des Zurückgebens einer Widerstandskraft durch die verbrauchte Länge des Elements oder der Schicht.
Computersoftware, die, wenn sie auf geeigneten Datenverarbeitungsmitteln ausgeführt wird, die Stoßfestigkeit einer ein knautsch- bzw. verformbares Material enthaltenden Struktur feststellt, durch Feststellen, für eine oder mehrere Schichten eines finiten Elements des Materials während eines Stoßes bzw. Aufpralls, ob das Element oder dessen Schicht als aufgrund Verformung versagend zu behandeln ist, und, wenn das Element derart als versagend bewertet ist, des Definierens eines tragenden Abschnitts der Struktur und Behandeln des tragenden bzw. belastbaren Abschnitts zum Zwecke nachfolgender Berechnungen als eine ständige Festigkeit aufweisend.
Software zum Durchführen einer Finite-Element-Modellierung, mit Software gemäß Anspruch 35.
Software nach Anspruch 36, bei der das Finite-Element-Modellieren nicht-linear ist.
Software nach Anspruch 36, bei der das Finite-Element-Modellieren explizit nichtlinear ist.
Datenverarbeitungsgerät, das dazu programmiert ist, die Stoßfestigkeit einer ein knautsch- bzw. verformbares Material enthaltenden Struktur festzustellen, durch Feststellen, für eine oder mehrere Schichten eines finiten Elementes des Materials während eines Stoßes bzw. Aufpralls, ob das Element oder dessen Schicht als aufgrund Verformung versagend zu behandeln ist, und, wenn das Element so als durchgefallen bewertet ist, Definieren eines tragenden bzw. belastbaren Abschnitts des Elements und Behandeln des tragenden Abschnitts zum Zwecke nachfolgender Berechnungen als eine ständige Festigkeit aufweisend.