Skalierte Rand-Finite-Elemente-Methode für beliebig profilierte Laminat-Leichtbau-Balken

In dieser Arbeit wird die Skalierte Rand-Finite-Elemente-Methode für dünnwandige, beliebig profilierte Laminat-Leichtbau-Balken vorgestellt.
Diese Methode ist semi-analytisch und es wird ein Separationsansatz genutzt, bei dem nur der Querschnitt diskretisiert wird, während die Balkenrichtung durch eine analytische Funktion beschrieben wird.
Mit der Schubdeformationstheorie 1. Ordnung sowie der klassischen Laminattheorie werden die einzelnen Segmente des Balkens als ebene oder zylindrisch gekrümmte Laminate beschrieben, was die Dimension des Problems zusätzlich verringert.
Der Separationsansatz und das Prinzip vom Minimum des Gesamtpotentials führen zu einem System von Differentialgleichungen für die analytische Funktion. Dieses Differentialgleichungssystem hat konstante Koeffizienten und kann mit der Matrixexponentialfunktion effizient gelöst werden.
Die Lösung konvergiert schnell und ein Vergleich mit Referenzlösungen zeigt gute Übereinstimmungen sowohl bei den Verschiebungen als auch bei den Spannungen.