Membran Luftissen Dreieck Verformung

Hallo zusammen,

ich habe ein Problem mit der Modellierung eines dreieckigen Folienkissens. Wie in der Beispieldatei “Luftkissen” habe ich ein Luftkissen modelliert und dabei die Geometrie an ein gleichseitiges Dreieck angepasst.
Danach wird eine Formfindung durchgeführt und auf die obere Folie über die gesamte Fläche in einem Lastfall Druck und in einem Sog aufgebracht.
Das Problem besteht darin, dass durch die aufgebrachten Lasten ungleichmäßige, also unsymmetrische Verformungen und Auflagerkräfte entstehen trotz des gleichseitigen Dreiecks. Ich vermute, dass es mit den Vorspannungen der Membran zusammenhängen könnte, bin mir aber nicht sicher, wie dieses Problem gelöst werden kann.

Auf dem nächsten Bild ist das Problem für den Lastfall Druck zu erkennen: Die Verformungen sind “rechts” in der Nähe der x-Achse größer, als “links”, obwohl sie mittig und gleichmäßig sein sollten.

Vielen Dank für eure Hilfe und viele Grüße
Katharina

Hallo Katharina,

das unsymmetrische Verhalten der oberen Membran resultiert daraus, dass die obere Folie den Zug verliert und schlaff durch hängt. Auf welcher Seite die Membran nun kollabiert ist nummerisch bedingt und nicht relevant.

Ich hab das Beispiel mal für eine quadratische Grundfläche nachgestellt. Wenn du dich in diesem Beispiel mal durch die letzten Wingraf Bilder im Report Browser klickst, erkennst du, dass ab einem gewissen Lastwert die obere Membran kaum noch Zugkräfte aufweist. Ab diesem Zeitpunkt trägt nur noch die untere Folie die Belastung ab. Die obere Folie hat somit nur noch die Aufgabe, die Luft innerhalb des Kissens zu halten. Wichtig ist, dass eine schlaffe obere Folie kein Versagen der Membran ist.

Wenn das Verhalten dir noch nicht passt, musst du die Membranvorspannung oder den Innendruck des Luftkissen anpassen.

Luftkissen_Dreieck.dat (5.3 KB)

Mit freundlichen Grüßen
Frederik Höller
Ihr SOFiSTiK Support Team

Hallo Frederik,

danke für deine Antwort!
Ich habe mir die Datei angeschaut und in meiner Datei die Belastung und den Innendruck ebenfalls variiert. Leider ist das Verhalten jedoch unverändert. Die obere Membran weist auch Zugkräfte auf, also scheint es in dem Fall nicht an geringen Zugkräften und damit verbundenem Durchhängen zu liegen.

Viele Grüße
Katharina