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7. November 2019

[EN] FAQ 004194 | Bei der Berechnung einer schiefwinkligen Platte erhalte ich an 2 Randknoten seh...

Frage:
Bei der Berechnung einer schiefwinkligen Platte erhalte ich an 2 Randknoten sehr hohe Ergebniswerte bei den Linienlagern. Warum ist das so und wie kann dies vermieden werden?

Antwort:
Bei der standardmäßigen Definition der Flächenelemente wird von einem isotropen Materialverhalten ausgegangen. Die Last versucht auf schnellstem Wege in die Lager zu gelangen. Dabei spielt auch die Steifigkeit der Elemente eine Rolle. 
Das Tragverhalten beziehungsweise der Lastabtrag lässt sich bei Platten am besten mit den Trajektorien der Hauptmomente α-b darstellen und nachvollziehen. Bei Wandelementen sind die Trajektorien der Hauptnormalkräfte α-m zu betrachten.
In diesem Beispiel erfolgt der Lastabtrag nicht parallel zu den freien Plattenrändern, sondern nahezu rechtwinklig zu den Lagern, da dies der kürzeste Weg des Lastabtrags ist.
An den stumpfen Ecken des Systems ist der Lasteinzugsbereich größer als in den Lagermitten, entspricht einer Singularitätsstelle und es entstehen dadurch große Spitzenwerte.
Um nun das System dazu zu zwingen, die Last parallel zu freien Plattenrändern abzutragen, ist folgende Vorgehensweise die Schnellste:
Definition einer orthotropen Platte. Dabei empfiehlt sich der Orthotropie-Typ "Wirksame Dicken". Dabei wird in die Tragrichtung Dicke der tatsächlichen Plattendicke vorgegeben und in die Nebentragwirkung eine sehr geringe Dicke (z. B. 1mm)  
In der zweiten Grafik ist die Differenz beider Modelle ersichtlich.