Berechnung der Schubspannungen bei Öffnungen

In DUENQ-Profilen können Öffnungen wie zum Beispiel Schraubenlöcher durch Elemente der Dicke null abgebildet werden. Für die Berechnung der Schubspannungen im Bereich dieser Nullelemente bietet das Programm zwei Möglichkeiten an.

Ermittlung der Schubspannungen für Nullelemente

Direkte Berechnung ohne Umverteilung

Bei der Berechnung der Schubspannungen wird jedes Nullelement mit seiner effektiven Dicke t* voll berücksichtigt. So werden Spannungen an den Nullelementen ausgegeben, die beispielsweise den Nachweis einer Schweißnaht erleichtern.

Schubspannungen ohne Umverteilung

Umverteilung auf angrenzende Elemente

Die Querkräfte werden nur für Elemente mit Dicken ungleich null angesetzt. Nullelemente sind für die Berechnung der Schubspannungen unwirksam. Die Querkräfte wirken so auf den reduzierten Querschnitt.

Bei diesem Ansatz geht das Programm wie folgt vor:

In den normalen Elementen werden die Schubspannungen aus Querkräften und Torsionsmomenten separat berechnet.
Die Schubspannungen aus den Querkräften werden zu Schubkräften aufintegriert.
Die Schubkräfte in den normalen Elementen werden in Richtung der Achsen y und z transformiert und als Summe V_y und Summe V_z addiert.
Es werden Korrekturfaktoren ermittelt: k_y = V_y / (Σ V_y) und k_z = V_z / (Σ V_z)
Die eingegebenen Querkräfte V_y und V_z werden mit den Korrekturfaktoren multipliziert.
Die Schubspannungen infolge der angepassten Querkräfte werden nochmals berechnet.