@misc{Wehner2006, type = {Master Thesis}, author = {Wehner, Diana}, title = {Dynamische Analyse der Dreiturmanlage der St. Severikirche in Erfurt}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.741}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-7410}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2006}, abstract = {Im Zusammenhang mit der gegenw{\"a}rtigen Zustandsbewertung und geplanten Sanierung der Dreiturmanlage der St. Severikirche in Erfurt wird eine dynamische Analyse unter Glockenl{\"a}uten mit Hilfe eines Finite-Elemente-Modells durchgef{\"u}hrt. Mit diesem unter Verwendung des Programms SLang erstellten FE-Modell wird das Schwingungsverhalten der Dreiturmanlage nachgebildet. Dabei dient als Grundlage die zuvor erfolgte Schwingungsmessung. Mit dem angepassten Modell werden schwingungsreduzierende Maßnahmen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit untersucht und bewertet. Weiterhin wird an Ersatzsystemen die aktive Schwingungsisolierung mittels Glockenstuhlunterkonstruktion und der Einbau eines passiven Tilgerd{\"a}mpfers betrachtet.}, subject = {Dynamische Analyse}, language = {de} } @misc{Arnold2005, type = {Master Thesis}, author = {Arnold, Daniel}, title = {Implementierung eines vierknotigen Schalenelementes f{\"u}r geometrisch und physikalisch nichtlineare Berechnungen in das Programmsystem SLang}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.731}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-7315}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Die Finite-Elemente-Methode entwickelte sich in den letzten beiden Jahrzehnten zu einem wichtigen und m{\"a}chtigen Werkzeug f{\"u}r Berechnungen im Ingenieurwesen. Waren zu Beginn dieser Entwicklung nur kleine Probleme l{\"o}sbar, sind mit der heutigen Rechentechnik Systeme mit vielen Tausend Freiheitsgraden berechenbar. Durch diese Entwicklung werden Berechnungen von sehr komplizierten Strukturen m{\"o}glich. Besonders in der Automobilindustrie kann mit einem solchen Verfahren die Konstruktion von Strukturen verbessert und optimiert werden. Um gute Ergebnisse bei den Berechnungen erzielen zu k{\"o}nnen m{\"u}ssen Programme entwickelt werden, die entsprechende mathematische Methoden enthalten. Besonders im Maschinenbau, aber auch in anderen Ingenieurbereichen wie dem Bauwesen, werden h{\"a}ufig gekr{\"u}mmte d{\"u}nne Schalenstrukturen untersucht. Eine effiziente und logische Konsequenz daraus ist die Nutzung von Schalenelementen innerhalb der FE-Berechnungen. Wird nun noch Wert auf eine realit{\"a}tsnahe Modellierung gelegt, dann l{\"a}sst es sich oft nicht vermeiden von der im Bauwesen {\"u}blichen Theorie erster Ordnung in eine nichtlineare Berechnungstheorie zu wechseln. Hierf{\"u}r sind Methoden notwendig, die es verm{\"o}gen diese Theorie abzubilden. Sollen Schalenstrukturen mit großen Verschiebungen betrachtet werden, ist es notwendig, die linearen Elementformulierungen um die nichtlinearen Ans{\"a}tze der Strukturmechanik zu erweitern. Die Grundlage dieser Formulierung stellt oft die Lagrange'sche Betrachtungsweise dar, die Berechnungen an Strukturen mit großen Verformungen zul{\"a}sst. Die Inhalte dieser Formulierung werden in Abschnitt 1.5 dieser Arbeit betrachtet. R{\"a}umlich ver{\"a}nderlichen Strukturen, also solche mit großen Verformungen, sind im Allgemeinen mit großen Rotationen verkn{\"u}pft. Diese Rotationen werden bei Volumenelementen durch die unterschiedliche Verschiebung zweier benachbarter Elementknoten realisiert. Bei der Formulierung von d{\"u}nnen Schalenelementen wird hingegen die Struktur als gekr{\"u}mmte Raumfl{\"a}che betrachtet. Da in Dickenrichtung nur ein Elementknoten zur Verf{\"u}gung steht, muss die Rotation {\"u}ber eine andere Formulierung in die Berechnung einfließen. Ans{\"a}tze zu allgemeinen großen Rotationen werden im Kapitel 2 betrachtet und f{\"u}r den Einsatz in einer Elementformulierung vorbereitet. F{\"u}r die beschriebenen Schalenstrukturen werden h{\"a}ufig vierknotige Elemente genutzt, da mit ihnen Strukturen in einfacher Weise abgebildet werden k{\"o}nnen. Ein weiterer Vorteil besteht in der sich ergebenden geringen Bandbreite der Elementmatrizen. Diese Elementgruppe besitzt jedoch bei der klassischen isoparametrischen Formulierung einen großen Nachteil, der in der Erzeugung von parasit{\"a}ren Steifigkeitsanteilen besteht. Um dieses Sperrverhalten, was auch als 'Locking' bekannt ist, zu minimieren wurden in der Vergangenheit verschiedene Ans{\"a}tze entwickelt. Ein sehr effizienter Ansatz zur Minimierung des Transversalschublockings bei bilinearen Schalenelementen stellt das Verfahren der ver{\"a}nderten Verzerrungsverl{\"a}ufe auf Elementebene dar. Dieses Verfahren wird vielfach in der Literatur aufgegriffen und als 'Assumed-Natural-Strain'-Ansatz oder als 'Mixed Interpolation of Tensorial Components' bezeichnet. Dieses Verfahren wird im Abschnitt 1.6 vorgestellt. Das Programmsystem SLang erm{\"o}glicht eine Berechnung von Strukturen mittels der Finite-Elemente-Methode. Um mit diesem Programm auch nichtlineare Probleme an Schalentragwerken berechnen zu k{\"o}nnen, wird im Rahmen dieser Diplomarbeit ein vierknotiges nichtlineares Schalenelement implementiert, das die genannten Ans{\"a}tze f{\"u}r große Verformungen und finite Rotationen enth{\"a}lt. F{\"u}r die Vermeidung von Transversalschublocking wird ein ANS-Ansatz in die Formulierung integriert. Das Kapitel 3 beschreibt die Formulierung dieses SHELL4N-Elementes. Dort werden die Elementmatrizen und deren Aufbau ausf{\"u}hrlich dargestellt. Einige numerische Berechnungsbeispiele mit diesem neuen Element werden zur Evaluierung im Kapitel 4 dieser Arbeit dargestellt.}, subject = {Schalenelement}, language = {de} } @misc{Wolff2005, type = {Master Thesis}, author = {Wolff, Sebastian}, title = {Implementation und Test eines Optimierungsverfahrens zur Loesung nichtlinearer Gleichungen der Strukturmechanik}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.727}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-7271}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {In displacement oriented methods of structural mechanics may static and dynamic equilibrium conditions lead to large coupled nonlinear systems of equations. In many cases they are solved iteratively utilizing derivatives of Newton's method. Alternatively, the equations may be expressed in terms of the Karush-Kuhn-Tucker conditions of an optimization problem and, therefore, may be solved using methods of mathematical programming. To begin with, the work deals with the fundamentals of the formulation as optimization problem. In particular, the requirements of material nonlinearity and contact situations are analyzed. Proximately, an algorithm is implemented which utilizes the usually sparse structure of the Hessian matrix, whereby particularly the convergence behaviour is analyzed and adjusted. The implementation was tested using examples from statics and dynamics of large systems. The results are verified considering the accuracy comparing alternative solutions (e.g. explicit methods). The potential areas of application is shown and the efficiency of the method is evaluated.}, subject = {Nichtlineare Optimierung}, language = {en} } @misc{Ullrich2005, type = {Master Thesis}, author = {Ullrich, Carmen}, title = {Dynamische Analyse der Sprottetalbr{\"u}cke}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.726}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-7268}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der dynamischen Analyse der Sprottetalbr{\"u}cke infolge aufgetretener Asphaltsch{\"a}den. Sie beinhaltet die Erstellung eines FE-Modells, der Darstellung der theoretischen Grundlagen der Dynamik sowie die Auswertung von berechneten Eigenformen und Asphaltspannungen unter Ber{\"u}cksichtigung der derzeit g{\"u}ltigen Normen.}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {de} } @misc{Schrader2005, type = {Master Thesis}, author = {Schrader, Kai}, title = {Algorithmische Umsetzung eines elasto-plastischen Kontakt-Materialgesetzes zur Abbildung der Rissfl{\"a}chen-Degradation bei koh{\"a}siven Rissen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.619}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6195}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Entwicklung eines Algorithmus f{\"u}r ein nichtlineares Materialgesetz f{\"u}r die vollautomatische Rissentwicklungssimulation unter Verwendung der am Institut f{\"u}r Strukturmechanik entwickelten netzfreien Verfahren. In Anlehnung an die Kontinuumsplastizit{\"a}t wird unter Verwendung einer arbeitsbasierten Formulierung mit Kombination der Mode I und Mode IIa Bruchenergien f{\"u}r sensitive Strukturen und eines nicht-assoziierten Fließgesetzes werden die Rissweggr{\"o}ßen (Riss{\"o}ffnungsweite und Rissgleitungen) iterativ ermittelt. Dadurch ist es m{\"o}glich, den Dilatanzeffekt sowie die verzahnte Kontaktfl{\"a}che und die daraus resultierenden erh{\"o}hten Schubwiderst{\"a}nde abzubilden. Umsetzung mit Hilfe des sehr effizienten impliziten Closest Point Projection Iterationsverfahren auf Basis einer 3-D Kontaktformulierung (Kontakt-Elemente). 2-D Implementation in die Forschungssoftware SLang des Instituts f{\"u}r Strukturmechanik der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar. Verifikation der Modellcharakteristik mit signifikanten Belastungszust{\"a}nden. Zwei Anwendungsbeispiele zur Rissfortschrittsberechnung sind unter Verwendung des umgesetzten Materialgesetzes zum Einsatz gekommen. Untersuchungen hinsichtlich der Materialparameter wurden vorgenommen.}, subject = {Dilatanz}, language = {de} }