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Aufgabenstellung:

Die beiden linear-elastischen Schichten a und b der Dicke eines ebenen flächigen Verbundwerkstoffs seien fest miteinander verklebt. Es kann angenommen werden, dass in ihnen jeweils ein homogener (ortsunabhängiger) Spannungs- und Verzerrungszustand herrscht.

Abbildung

Das Material ist in -Richtung durch einen ortsunabhängigen Druck belastet, d.h. Wegen des festen Verbundes ist und

  1. Welcher Zusammenhang besteht innerhalb jeder der beiden Schichten zwischen und sowie zwischen und ?  Beachten Sie, dass weder Geometrie noch Belastung von der - bzw. -Richtung abhängen!
  2. Welcher Zusammenhang besteht zwischen und
    Beachten Sie, dass der Verbund in - und -Richtung unbelastet ist! 
  3. Geben sie die Spannung in Abhängigkeit von an.

Gegeben:

Lösungsweg:

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Elastizitätsgesetz:

a) Zusammenhang zwischen und sowie zwischen und

Richtungs- und ortsunabhängiger Verzerrungs- bzw. Spannungszustand:

b) Zusammenhang zwischen und

Gleichgewicht in -Richtung:

c) Spannung in Abhängigkeit von

Aus folgt

Mit ergibt sich

Lösung: