In dieser Arbeit wird ein praxistaugliches, makroskopisches Gesamtkonzept für die nichtlineare dreidimensionale Simulation von Stahlbetonstrukturen entwickelt. Dabei werden eigene Ansätze vorgestellt und mit einbezogen.Der Beton wird als viskoses Material unter Berücksichtigung von Schädigungseinflüssen abgebildet.Verschiedene Fließflächen und Fließregeln werden auf ihre Verwendbarkeit in Betonmodellen überprüft und gegenübergestellt.Das Betonmodell ist im Rahmen eines gemischt-hybriden Elementkonzeptes implementiert, welches die Ergebnisse für die Spannungs- und Verformungs- berechnung sehr ausgewogen approximiert.Die Implementierung im Zeitbereich, in Form eines Prediktor-Korrektor-Verfahrens, wird durch die Befriedigung bestimmter Gleichungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Lastschrittes weitgehend stabilisiert.Zur wirklichkeitsnahen Abbildung von Stahlbetonstrukturen werden inelastische Bewehrungselemente eingeführt, deren Geometrie unabhängig von der Lage der Volumenelementknoten ist.Neben der materialspezifischen Problematik wird auf die numerischen Schwierigkeiten eingegangen, die bei der nichtlinearen Berechnung derartiger Materialien auftreten können.Die Praxistauglichkeit des Stahlbetonmodells wird in verschiedenen Strukturbeispielen untermauert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Aktualisiert: 2018-06-28
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In dieser Arbeit wird ein praxistaugliches, makroskopisches Gesamtkonzept für die nichtlineare dreidimensionale Simulation von Stahlbetonstrukturen entwickelt. Dabei werden eigene Ansätze vorgestellt und mit einbezogen.Der Beton wird als viskoses Material unter Berücksichtigung von Schädigungseinflüssen abgebildet.Verschiedene Fließflächen und Fließregeln werden auf ihre Verwendbarkeit in Betonmodellen überprüft und gegenübergestellt.Das Betonmodell ist im Rahmen eines gemischt-hybriden Elementkonzeptes implementiert, welches die Ergebnisse für die Spannungs- und Verformungs- berechnung sehr ausgewogen approximiert.Die Implementierung im Zeitbereich, in Form eines Prediktor-Korrektor-Verfahrens, wird durch die Befriedigung bestimmter Gleichungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Lastschrittes weitgehend stabilisiert.Zur wirklichkeitsnahen Abbildung von Stahlbetonstrukturen werden inelastische Bewehrungselemente eingeführt, deren Geometrie unabhängig von der Lage der Volumenelementknoten ist.Neben der materialspezifischen Problematik wird auf die numerischen Schwierigkeiten eingegangen, die bei der nichtlinearen Berechnung derartiger Materialien auftreten können.Die Praxistauglichkeit des Stahlbetonmodells wird in verschiedenen Strukturbeispielen untermauert.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Aluminiumschäume werden aufgrund ihrer volumetrischen plastischen Kompressibilität als Energieabsorber in der Fahrzeugtechnik eingesetzt. Um das Verhalten solcher Materialien innerhalb einer Fahrzeugstruktur mittels numerischer Simulationen zu untersuchen, sind physikalische Kontinuumsmodelle nötig. In der vorliegenden Dissertation wird ein solches Materialmodell für einen offenporigen Aluminiumschaum entwickelt. Dazu wird die mesomechanische Simulation eingesetzt. Das bedeutet, dass die reale Porenstruktur des Werkstoffes diskretisiert und ein homogenes Kontinuumsmodell für die Zellwände verwendet wird. Aus diesen Simulationen werden Daten über das elastische Verhalten, die Fließfläche, die Verfestigung und das plastische Potential in Abhängigkeit der relativen Dichte bestimmt. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse wird ein neues Materialmodell für zellulare Metalle vorgeschlagen und in ein Berechnungsprogramm implementiert. Die Simulationen werden mit Hilfe von Experimenten validiert.
Aktualisiert: 2019-01-24
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