@inproceedings{KoepplerRoosBurkhardt1997, author = {K{\"o}ppler, H. and Roos, Dirk and Burkhardt, Gerhard}, title = {Zur Berechnung vielschichtiger Schalen mit orthotropen Schichten}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.437}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4379}, year = {1997}, abstract = {Wirklichkeitsnahe Erfassung und Beschreibung des Trag- und Verformungsverhaltens von Strukturen baulicher Anlagen hat in den letzten Jahrzehnten st{\"a}ndig an Bedeutung gewonnen. Konstruktionen im Hoch- und Industriebau werden zunehmend multifunktional genutzt - die >Grenzen< zwischen Bauwerk und Tragwerk, zwischen H{\"u}ll- und Tragkonstruktion l{\"o}sen sich auf. Werden raumabschließende Elemente (W{\"a}nde, Decken, D{\"a}cher) gleichzeitig als Tragelemente und w{\"a}rme- und schalld{\"a}mmende Konstruktionen ausgef{\"u}hrt, so entstehen beispielsweise Sandwichplatten, deren Schichten sehr stark differierende Materialeigenschaften aufweisen. Beim Aufbau des FEM-Modells f{\"u}r vielschichtige Schalen k{\"o}nnen die Form{\"a}nderungshypothesen f{\"u}r jede Schicht einzeln als auch f{\"u}r die Schale insgesamt gegeben werden. Im ersten Fall ist der Knotenfreiheitsgrad von der Schichtenzahl abh{\"a}ngig, im zweiten Fall nicht. Im weiteren wird eine Form{\"a}nderungshypothese f{\"u}r das Schichtenpaket angenommen. Ausgegangen wird von den Gleichungen der 3D-Elastizit{\"a}tstheorie. Die Ber{\"u}cksichtigung der Querkraftschubverformungen ergibt die M{\"o}glichkeit einer ad{\"a}quaten Beschreibung der Verformungen sowohl d{\"u}nner Schalen als auch von Schalen mittlerer Dicke; die Berechnung der Kr{\"u}mmungen und der LAMEschen Parameter der Bezugsfl{\"a}che zu umgehen, was f{\"u}r komplizierte Schalenformen eine selbst{\"a}ndige Aufgabe ist; eines nat{\"u}rlichen {\"U}bergangs von homogenen zu geschichteten Schalen. Das vielschichtige isoparametrische Schalen-FE wird vorgestellt, seine Implementierung in das in Entwicklung befindliche Programmsystem SLANG wird vorbereitet.}, subject = {Schale}, language = {de} } @inproceedings{BergerGraeffWeinberg1997, author = {Berger, Hans and Graeff-Weinberg, K.}, title = {FEM-Detailuntersuchungen an Tragwerken unter Einsatz von pNh-{\"U}bergangselementen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.426}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4267}, year = {1997}, abstract = {Detailuntersuchungen an Tragwerken f{\"u}hren bei FE-Berechnungen immer wieder auf das Problem einer geeigneten Netzgestaltung. W{\"a}hrend in weiten Bereichen ein grobes Netz ausreicht, muß an kritischen Stellen ein sehr feines Netz gew{\"a}hlt werden, um gerade dort hinreichend genaue Ergebnisse zu erhalten. Bei der Realisierung lokaler Netzverdichtungen stellt die Gestaltung des {\"U}bergangs vom groben zum feinen Netz das Hauptproblem dar. Im Beitrag wird hierzu eine Familie von FE-{\"U}bergangselementen vorgestellt, mit denen sich eine voll-kompatible Kopplung von wenigen großen Elementen mit vielen kleinen Elementen bereits {\"u}ber nur eine Stufe erzielen l{\"a}ßt. Diese neu entwickelten sogenannten pNh-Elemente erm{\"o}glichen an einer oder mehreren Seiten den Anschluß von N kleineren Elementen (Elementseiten f{\"u}r h-Verfeinerung). Das wird durch N st{\"u}ckweise definierte Ansatzfunktionen an den entsprechenden Seiten erreicht, wobei die Teilung nicht {\"a}quidistant sein braucht. Dar{\"u}ber hinaus ist es m{\"o}glich, Elemente unterschiedlichen Polynomgrades p an den Standardseiten und den Verfeinerungsseiten anzuschließen. Der praktische Einsatz der {\"U}bergangselemente setzt geeignete automatische oder halbautomatische Netzgeneratoren voraus, die diese Elemente einbeziehen. Im Rahmen einer substrukturorientierten Modellierung l{\"a}ßt sich dies besonders g{\"u}nstig realisieren. Im Beitrag wird gezeigt, wie durch Zerlegung des Gesamtmodells in Bereiche mit grobem Netz, mit {\"U}bergangsnetz und mit feinem Netz, eine effektive Generierung der Netzverdichtungen zu erreichen ist. An einem praktischen Beispiel aus dem Bauingenieurwesen werden die Vorteile des vorgestellten {\"U}bergangselementkonzeptes umfassend demonstriert.}, subject = {Tragwerk}, language = {de} } @inproceedings{KirichukKoeppler1997, author = {Kirichuk, A. and K{\"o}ppler, H.}, title = {Numerical Algorithms and Computer Modeling for nonlinear Analysis of Shell Structures}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.438}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4382}, year = {1997}, abstract = {The dynamic behaviour of shells, which are widely used in construction and mechanical engineering as critical components of machinery and 3-D structures, under static and dynamic loadings is described by system of deep nonlinear differential equations. Solution of these equations can be received with assistance of technique basing on a modern numerical algorithms and computer modeling.. The system of nonlinear differential equations of vibration of the shells is proposed taking into account the inertia forces in the tangential and normal directions. Its solution is based on combination of parameter prolongation method, finite-difference method and the Newton-Kantorovich iterative algorithm that allows plotting the loading trajectories and determination of bifurcation points on them. Package of Applied Programs >SEVSOR< is a computation means to be used in research of deformation, stability and vibration in thin axically-symmetric shells of complicated shape Input data include information on shell geometry, physical and mechanical properties, bearing conditions, types of loadings and load application. Frame output of motion forms in real time or either in decelerated or accelerated time scales for creating cartoons or video films is used for analysis of the compound dynamic processes in shell-type structures.}, subject = {Schale}, language = {en} } @inproceedings{Montag1997, author = {Montag, U.}, title = {A New Efficient Concept for Elasto-plastic Simulations of Shell Responses}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.436}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4364}, year = {1997}, abstract = {For the analysis of arbitrary, by Finite Elements discretized shell structures, an efficient numerical simulation strategy with quadratic convergence including geometrically and physically nonlinear effects will be presented. In the beginning, a Finite-Rotation shell theory allowing constant shear deformations across the shell thickness is given in an isoparametric formulation. The assumed-strain concept enables the derivation of a locking-free finite element. The Layered Approach will be applied to ensure a sufficiently precise prediction of the propagation of plastic zones even throughout the shell thickness. The Riks-Wempner-Wessels global iteration scheme will be enhanced by a Line-Search procedure to ensure the tracing of nonlinear deformation paths with rather great load steps even in the post-peak range. The elastic-plastic material model includes isotropic hardening. A new Operator-Split return algorithm ensures considerably exact solution of the initial-value problem even for greater load steps. The combination with consistently linearized constitutive equations ensures quadratic convergence in a close neighbourhood to the exact solution. Finally, several examples will demonstrate accuracy and numerical efficiency of the developed algorithm.}, subject = {Schale}, language = {en} } @inproceedings{GabbertGrochlaKoeppe1997, author = {Gabbert, U. and Grochla, J. and K{\"o}ppe, H.}, title = {Dynamic-explicit finite element simulation of complex problems in civil engineering by parallel computing}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.425}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4259}, year = {1997}, abstract = {The paper deals with the simulation of the non-linear and time dependent behaviour of complex structures in engineering. Such simulations have to provide high accuracy in the prediction of deformations and stability, by taking into account the long term influences of the non-linear behaviour of the material as well as the large deformation and contact conditions. The limiting factors of the computer simulation are the computer run time and the memory requirement during solving large scale problems. To overcome these problems we use a dynamic-explicit time integration procedure for the solution of the semi-discrete equations of motion, which is very suited for parallel processing. In the paper at first we give a brief review of the theoretical background of the mechanical modelling and the dynamic-explicit technique for the solution of the semi-discrete equations of motion. Then the concept of parallel processing will be discussed . A test example concludes the paper.}, subject = {Tragwerk}, language = {en} } @inproceedings{Tzanev1997, author = {Tzanev, D.}, title = {Entwurf eines objektorientierten Modells zur Analyse von Schalentragwerken}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.439}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4397}, year = {1997}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit werden dickwandige Schalentragwerke unter statischen Belastungen betrachtet. Die Schale besteht aus verschiedenen Zonen und in jeder Zone wird die Schalenmittelflaeche mittels eines eigenen Geometriegleichungssystems definiert. Das Verzerrungsfeld hat allen 6 unabhaengigen Komponenten unter der Annahme, dass die Querschnittsfasern, die normal zu der Mittelflaeche der unbelasteten Schale sind, geradelinig bleiben. Ein dreidimensionales isoparametrisches finites Element wird vorgeschlagen. Die Berechnung wird mit der Hilfe der Makroelemententechnik durchgefuehrt. In der Arbeit werden die wesentliche Parameter der Schalengeometrie, sowie auch entsprechendes Anteil von Klassen des konstruktiven Modells, definiert. Ein konstruktives Informationsmodell und ein FEM-Informationsmodell, werden entwickelt. Die Informationsverbindungen zwischen den beiden Modellen werden definiert. Diese objektorientierten Modelle werden in Programmiersprache Microsoft Visual C++ v.4.0 unter Windows 95 implementiert. Als numerisches Beispiel wird ein Bogenmauertragwerk betrachtet.}, subject = {Bogenstaumauer}, language = {de} } @inproceedings{Skrinar1997, author = {Skrinar, Matjaz}, title = {A simple FEM Beam Element with an Arbitrary Number of Cracks}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.428}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4287}, year = {1997}, abstract = {To fulfil safety requirements the changes in the static and/or dynamic behaviour of the structure must be analysed with great care. These changes are often caused by local reduction of the stiffness of the structure caused by the irregularities in the structure, as for example cracks. In simple structures such analysis can be performed directly, by solving equations of motion, but for more complex structures a different approach, usually numerical, must be applied. The problem of crack implementation into the structure behaviour has been studied by many authors who have usually modelled the crack as a massless rotational spring of suitable stiffness placed at the beam at the location where the crack occurs. Recently, the numerical procedure for the computation of the stiffness matrix for a beam element with a single transverse crack has been replaced with the element stiffness matrix written in fully symbolic form. A detailed comparison of the results obtained by using 200 2D finite elements with those obtained with a single cracked beam element has confirmed the usefulness of such element.}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {en} }