Analogie Seifenhaut
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: mebrane Kategorie: 
Level 2 Theorie Physik
Die Simulation einer vorgespannten Membran (Seifenhaut) ist als Teil der Strukturmechanik direkt mit den geeigneten Simulationsprogrammen möglich. In diesem Fall muss die Vorspannung gesondert berücksichtigt werden (Theorie II. Ordnung), da sie maßgebend für das Tragverhalten der Membran normal zur Membranebene ist. Dies ist typisch für Bauteile wie eine Seifenhaut oder ein Trommelfell.
Wenn Sie als Anwender jedoch die Analogie der Potenzialfelder nutzen möchten, können Sie mit dem im Folgenden beschriebenen Zusammenhang zwischen dem Temperaturfeld und der vorgespannten Membran (Seifenhaut) "übersetzen".
Analogie: vorgespannte Membran (Seifenhaut
Die Potenzialanalogie für den Fall einer vorgespannten Membran wird vielfach auch als "Seifenhautgleichung" bezeichnet. Damit ist die Anordnung anschaulich beschrieben, bei der eine dünne Membran, die nur in der Membranebene nennenswerte Tragfähigkeit besitzt, unter einer Vorspannung steht und dadurch eine quer bzw. normal zur Membran wirkende Last tragen kann. Die Verformung der Membran quer zur Membranebene ergibt sich dann aus
mit
- V = Membranvorspannung (membrane tension)
- u = Querverformung
- p = Differenzdruck (pressure imbalance)
Als quer wirkende Last ist hier der Differenzdruck angegeben, der aus dem Druck auf einer Seite der Membran und demjenigen der Gegenseite als resultierender Druck verbleibt. Dieser Druck wirkt normal - senkrecht - auf die Membranebene.
Die Vorspannung liegt bei einer Seifenhaut durch die Oberflächenspannung der Seifenflüssigkeit vor. Bei einem Trommelfell - einem anderen Anwendungsbeispiel dieser Art - ist die Vorspannung auch anschaulich erkennbar.
