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Um effizientere Strukturen zu erreichen, ist die Forschung zu Materialeigenschaften in mechanischen Designs wichtig. Die Anisotropie von Faserverbundwerkstoffen wird zunehmend ausgenutzt. Dies gilt insbesondere für gebogene und kontinuierliche Verbundstoffe. Die Position und Orientierung der Fäden hat einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften. Daher ist die Anwendung dieser Fasern auf spezifischen Pfaden sehr wichtig, um ausgezeichnete Strukturen zu erhalten. Bei der Entwicklung von Komponenten für Hochleistungsanwendungen ist es notwendig, Optimierungsmethoden zu verwenden, um die besten Verstärkungswege zu finden. Um hohe Effizienz zu erreichen, ist es notwendig, das Volumen der Verstärkungen zu reduzieren, um das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht zu verbessern. Diese Reduktion verringert nicht nur direkt die Masse, sondern senkt auch die Herstellungskosten. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, Verstärkungen schrittweise zu kohlenstofffaserverstärkten Polymeren (CFRPs) hinzuzufügen. Sie beobachtet die genaue Anzahl benötigter Fasern, um die größtmögliche Reduzierung der Spannungsenergie zu erreichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von mehr Verstärkungen als ideal nicht notwendig ist, da sie das Volumen der Verstärkungen erhöht, aber die Eigenschaften nicht verbessert. Die Optimierung wird durch die Parametrisierung von B-Splines unter Verwendung der sequentiellen linearen Programmierung (SLP) erreicht. Vier analysierte Fälle betreffen eine kragende Platte. Eine Kraft wird an die freie Kante angelegt, was zu einer Biegung führt. Die Randbedingungen sind identisch, und nur die Länge der Platte ändert sich. Die Dehnung wird geplottet, um die Dehnungsverteilung zu beobachten. Dann zeigen die Ergebnisse, dass das Hinzufügen von drei bis vier Verstärkungen die Spannungsenergie um 92,6 % bis 98,0 % im Vergleich zu einer Struktur ohne Verstärkungen reduzieren kann.
Vieira et al. (Mon,) untersuchten diese Frage.