Civil Engineering Reference
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5.4 Schalenelemente
Im topologischen Sinne handelt es sich bei (konventionellen) Schalenelementen um
2D-
Elemente
:
•
Geringe Dicke
im Verhaltnis zu den Modellabmessungen:
-
Unter 1/15 (max. 1/10) bei Kirchhoff-Schalenelementen
-
Unter 1/10 (max. 1/8) bei Reissner-Mindlin-Schalenelementen
•
Vernachlassigung von Spannungen in Dickenrichtung:
Ebener Spannungszustand
•
Schalendicke
muss als
Querschnittseigenschaft
zusatzlich definiert werden.
5.4.1 Ubersicht
Schalenelemente konnen sich in folgenden Punkten voneinander unterscheiden:
•
Ublicherweise befinden sich die Knoten in der
Mittelflache
des Flachentragwerks.
BeiBedarfkannauch(mittels
Offset
) eine andere Referenzflache gewahlt werden,
z.B. die Oberseite der Schale.
•
Analog zu Balkenelementen unterscheidet man zwischen
Integrationspunkten
in der
Ebene und solchen in Dickenrichtung (section points):
-
In der Ebene kann die Schale voll (Gauß-Integration wegen Polynomfunktion)
oder reduziert integriert werden.
-
Weit verbreitet ist Kombination: Reduzierte Integration fur Steifigkeitsmatrix,
aber volle Integration fur Massenmatrix sowie Flachen- und Volumenlasten.
-
In Dickenrichtung ist die Verteilung der Normalspannungen jedoch naherungs-
weise stuckweise linear (infolge plastischen Fließens), so dass die
Simpson-
der
Gauß-Integration
in der Regel vorgezogen wird.
-
Die Anzahl der Integrationspunkte in Dickenrichtung kann bei Bedarf vom
Anwender geandert werden.
