@inproceedings{ZolotovAkimov2003, author = {Zolotov, Alexander B. and Akimov, Pavel}, title = {Discrete-continual Finite Element Method of Analysis for Three-dimensional Curvilinear Structures}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.384}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3848}, year = {2003}, abstract = {This paper is devoted to discrete-continual finite element method (DCFEM) of analysis for three-dimensional curvilinear structures. Operational and variational formulations of the problem in the ring coordinate system are presented. The discrete-continual design model for structures with constant physical and geometrical parameters in longitudinal direction is offered on the basis of so-called curvilinear discrete-continual finite elements. Element coordinate system, approximation of nodal unknowns, construction of element nodal load vector are under consideration. Element system of differential equations is formulated with use of special generalized block-structured stiffness matrix of discrete-continual finite element. Local differential relations are formulated. Resultant multipoint boundary problem for system of ordinary differential equations is given. Method of analytical solution of multipoint boundary problems in structural analysis is offered as well. Its major peculiarities include universality, computer-oriented algorithm involving theory of distributions, computational stability, optimal conditionality of resultant systems, partial Jordan decomposition of matrix of coefficients, eliminating necessity of calculation of root vectors. Brief information concerning developed software is provided.}, subject = {Raumtragwerk}, language = {de} } @inproceedings{vanRooyenOlivier2004, author = {van Rooyen, G.C. and Olivier, A. H.}, title = {Notes on structural analysis in a distributed collaboratory}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.145}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-1451}, year = {2004}, abstract = {The worldwide growth of communication networks and associated technologies provide the basic infrastructure for new ways of executing the engineering process. Collaboration amongst team members seperated in time and location is of particular importance. Two broad themes can be recognized in research pertaining to distributed collaboration. One theme focusses on the technical and technological aspects of distributed work, while the other emphasises human aspects thereof. The case of finite element structural analysis in a distributed collaboratory is examined in this paper. An approach is taken which has its roots in human aspects of the structural analysis task. Based on experience of how structural engineers currently approach and execute this task while utilising standard software designed for use on local workstations only, criteria are stated for a software architechture that could support collaborative structural analysis. Aspects of a pilot application and the results of qualitative performance measurements are discussed.}, subject = {Ingenieurbau}, 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} } @inproceedings{Schutte2000, author = {Schutte, Gerrit}, title = {Zur Ermittlung von Spannungen am Rand eines elastischen Kontinuums}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.613}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6135}, year = {2000}, abstract = {F{\"u}r den Entwurf von Ingenieurbauten ist eine zuverl{\"a}ssige Prognose {\"u}ber den Spannungsverlauf im Bauwerk und auf dessen Rand von großer Bedeutung. Eine geschlossene L{\"o}sung der elastischen Bestimmungsgleichungen des Bauwerks ist in der Regel nicht verf{\"u}gbar. Es wird daher unter Verwendung der Methode der gewichteten Reste eine schwache Form der Gleichungen abgeleitet, die zu einem gemischten Arbeitsprinzip f{\"u}hrt. Das zugeh{\"o}rige Finite-Elemente-Modell erlaubt es Spannungen am Rand des Bauwerks zu ermitteln, die im Gleichgewicht zu den angreifenden Lasten stehen.}, subject = {Kontinuum}, language = {de} } @inproceedings{SchlegelRautenstrauch2000, author = {Schlegel, Roger and Rautenstrauch, Karl}, title = {Numerische Simulation von Mauerwerk als Kontinuum}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.610}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6106}, year = {2000}, abstract = {Im vorliegenden Beitrag wird ein in das FE-Programmsystem ANSYS implementiertes elastoplastisches Berechnungsmodell zur nichtlinearen, r{\"a}umlichen Untersuchung von Mauerwerkstrukturen vorgestellt. Die Modellierung des heterogenen Baustoffs Mauerwerk erfolgt mit Hilfe eines verschmierten Ersatzkontinuums. Das anisotrope Materialverhalten wird sowohl hinsichtlich der Spannungs-Dehnungsbeziehung als auch bei der Beschreibung der Festigkeit ber{\"u}cksichtigt. Durch die Verwendung einer zusammengesetzten Fließbedingung ist es m{\"o}glich, das Versagen der einzelnen Mauerwerkkomponenten Stein und M{\"o}rtelfugen und des Verbundes zu ber{\"u}cksichtigen. Dadurch ist die Anwendbarkeit des Modells f{\"u}r mehrere Mauerwerksarten gegeben. Die hierf{\"u}r verwendeten Materialparameter sind aus einfachen Kleink{\"o}rperversuchen bestimmbar oder innerhalb gewisser Grenzen aus empirischen Formeln berechenbar. Die notwendige Beschr{\"a}nkung der Anzahl der Materialparameter sichert die praktische Anwendbarkeit des entwickelten Berechnungsmodells. Die numerische Umsetzung des hier verwendeten impliziten Berechnungsverfahrens l{\"a}sst sich in eine lokale und eine globale Iterationsebene gliedern. Die lokale Iteration am Integrationspunkt dient der Spannungsr{\"u}ckf{\"u}hrung. Dabei sind die Besonderheiten der Verarbeitung mehrfl{\"a}chiger Fließfiguren zu beachten. Die globale Iteration auf Systemebene sichert die Umlagerung des Residuums. Mit der Nachrechnung von Versuchsergebnissen soll das entwickelte Modell verifiziert und seine physikalische Leistungsf{\"a}higkeit eingesch{\"a}tzt werden.}, subject = {Mauerwerk}, language = {de} } @inproceedings{PopovaDatchevaIankov2003, author = {Popova, E. D. and Datcheva, Maria and Iankov, Roumen}, title = {Mechanical Models with Interval Parameters}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.348}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3482}, year = {2003}, abstract = {In this paper we consider modelling of composite material with inclusions where the elastic material properties of both matrix and inclusions are uncertain and vary within prescribed bounds. Such mechanical systems, involving interval uncertainties and modelled by finite element method, can be described by parameter dependent systems of linear interval equations and process variables depending on the system solution. A newly developed hybrid interval approach for solving parametric interval linear systems is applied to the considered model and the results are compared to other interval methods. The hybrid approach provides very sharp bounds for the process variables - element strains and stresses. The sources for overestimation when dealing with interval computations are demonstrated. Based on the element strains and stresses, we introduce a definition for the values of nodal strains and stresses by using a set-theoretic approach.}, subject = {Verbundwerkstoff}, 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{MilbradtSchwoeppe2003, author = {Milbradt, Peter and Schw{\"o}ppe, Axel}, title = {Finite Element Approximation auf der Basis geometrischer Zellen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.333}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3333}, year = {2003}, abstract = {Die Methode der Finiten Elemente ist ein numerisches Verfahren zur Interpolation vorgegebener Werte und zur numerischen Approximation von L{\"o}sungen station{\"a}rer oder instation{\"a}rer partieller Differentialgleichungen bzw. Systemen partieller Differentialgleichungen. Grundlage dieser Verfahren ist die Formulierung geeigneter Finiter Elemente und Finiter Element Zerlegungen. Finite Elemente besitzen in der Regel eine geometrische Basis bestehend aus Strecken im eindimensionalen, Drei- oder Vierecken im zweidimensionalen und Tetra- oder Hexaedern im dreidimensionalen euklidischen Raum, eine Menge von Freiheitsgraden und eine Basis von Funktionen. Die geometrische Basis eines Finiten Elements wird verallgemeinert als geometrische Zelle formuliert. Diese geschlossene geometrische Formulierung f{\"u}hrt zu einer geometrieunabh{\"a}ngigen Definition der Basisfunktionen eines Finiten Elements in den Zellkoordinaten der geometrischen Zelle. Finite Elemente auf der Basis geometrischer Zellen werden als Bestandteile Finiter Element Zerlegungen in Finiten Element Interpolationen und Finiten Element Approximationen verwendet. Die Finiten Element Approximationen werden am Beispiel der 2-dimensionalen Diffusionsgleichung {\"u}ber das Standard-Galerkin-Verfahren ermittelt.}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {de} } @inproceedings{MilbradtRose2000, author = {Milbradt, Peter and Rose, Martin}, title = {Numerische Approximation makroskopischer Verkehrsmodelle mit der Methode der Finiten Elemente}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.604}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6046}, year = {2000}, abstract = {Makroskopische Verkehrsmodelle sind ein wesentliches Hilfsmittel bei der Beurteilung und Steuerung von Verkehrsfl{\"u}ssen auf Hauptverkehrsadern. F{\"u}r die notwendige Beeinflussung des Verkehrsablaufs werden Online-Messungen und prognostische numerische Simulationen ben{\"o}tigt. F{\"u}r die Simulationen bieten sich makroskopische Verkehrsmodelle an, die den Verkehr als kontinuierliche Fahrzeugstr{\"o}meabbilden. Aufgrund der Analogie zu den Modellen der Str{\"o}mungsmechanik lassen sich die numerischen Verfahren aus diesem Bereich auch zur L{\"o}sung makroskopischer Verkehrsmodelle verwenden. Es wird eine Finite-Elemente-Approximation f{\"u}r die numerische Umsetzung makroskopischer Verkehrsmodelle vorgestellt. Exemplarisch wird sie am Verkehrsmodell von Kerner und Konh{\"a}user erl{\"a}utert. Dieses und andere makroskopische Verkehrsmodelle wurden bisher mit der Methode der Finiten Differenzen gel{\"o}st. Die vorgestellte Approximation entspricht einem Petrov-Galerkin-Verfahren, bei dem der Fehler eines Standard-Galerkin-Verfahrens mit Hilfe eines Upwinding-Koeffizienten minimiert wird. Die Wahl des Upwinding-Koeffizienten ist {\"u}bertragbar und basiert ausschließlich auf dem Charakter der zugrundeliegenden Gleichungen. Die Ergebnisse zeigen typische Ph{\"a}nomene eines Verkehrsablaufs wie die Entstehung von Stop-and-Go-Wellen oder Staus. Die Finite-Elemente-Methode erweist sich f{\"u}r unter-schiedlichste Verkehrsmodelle als ausgesprochen stabil.}, subject = {Verkehrsleitsystem}, language = {de} } @inproceedings{Milbradt2003, author = {Milbradt, Peter}, title = {Stabilisierte Finite Elemente in der Hydrodynamik}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.332}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3327}, year = {2003}, abstract = {Hydro- und morphodynamischen Prozesse in Binnengew{\"a}ssern und im K{\"u}stennahbereich erzeugen hochkomplexe Ph{\"a}nomene. Zur Beurteilung der Entwicklung von K{\"u}stenzohnen, von Flussbetten sowie von Eingriffen des Menschen in Form von Schutzbauwerken sind geeignete numerische Modellwerkzeuge notwendig. Es wird ein holistischer Modellansatz zur Approximation gekoppelter Seegangs-, Str{\"o}mungs- und Morphodynamischer Prozesse auf der Basis stabilisierter Finiter Elemente vorgestellt. Der Großteil der Modellgleichungen der Hydro- und Morphodynamik sind Transportgleichungen. Dem Transportcharakter dieser Gleichungen entsprechend wird ein stabilisiertes Finites Element Verfahren auf Dreiecken vorgestellt. Die vorgestellte Approximation entspricht einem streamline upwinding Petrov-Galerkin-Verfahrens f{\"u}r vektorwertige mehrdimensionale Probleme, bei dem der Fehler eines Standard-Galerkin-Verfahrens mit Hilfe eines Upwinding-Koeffizienten minimiert wird. Die Wahl des Upwinding-Koeffizienten ist {\"u}bertragbar auf andere Problemklassen und basiert ausschließlich auf dem Charakter der zugrundeliegene Das Modell wurde f{\"u}r Seegangs- und Str{\"o}mungs-Untersuchungen im Jade-Weser-{\"A}stuar an der deutschen Nordseek{\"u}ste eingesetzt.}, subject = {Hydrodynamik}, language = {de} } @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{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{HaefnerEckardtKoenke2003, author = {H{\"a}fner, Stefan and Eckardt, Stefan and K{\"o}nke, Carsten}, title = {A geometrical inclusion-matrix model for the finite element analysis of concrete at multiple scales}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.301}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3018}, year = {2003}, abstract = {This paper introduces a method to generate adequate inclusion-matrix geometries of concrete in two and three dimensions, which are independent of any specific numerical discretization. The article starts with an analysis on shapes of natural aggregates and discusses corresponding mathematical realizations. As a first prototype a two-dimensional generation of a mesoscale model is introduced. Particle size distribution functions are analysed and prepared for simulating an adequate three-dimensional representation of the aggregates within a concrete structure. A sample geometry of a three-dimensional test cube is generated and the finite element analysis of its heterogeneous geometry by a uniform mesh is presented. Concluding, aspects of a multiscale analysis are discussed and possible enhancements are proposed.}, subject = {Beton}, language = {en} } @inproceedings{GurtovyPiskunov2000, author = {Gurtovy, O. G. and Piskunov, V. G.}, title = {HIGH-PRECISION MODELING AND FINITE-ELEMENT INVESTIGATION OF ELASTOPLASTIC DEFORMATION OF NON-ISOTROPIC THICK SANDWICH PLATES AND SHELLS}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.584}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5848}, year = {2000}, abstract = {There was suggested a phenomenological modified quadratic condition of the beginning of plasticity for plastic and quasifragile orthotropic materials. Limiting surface in the shape of a paraboloid with an axis bend over hydrostatic axis corresponds to the condition. The equations of theory of current with the isotropic and anisotropic hardenings, associated with the suggested yield condition, modified into the version of determining equations of strain theory of plasticity are received. These defining equations formed the basis of highlyprecise non-classic continual (along thickness) theory of non-linear deformation of thick sandwich plates and sloping shells. In the approximations along the cross coordinate the specificity of flexural and non-flexural deformations is taken into account. The necessity of introducing the approximations of higher order, as well as accounting for the cross compression while decreasing of the relatively cross normal and shear layer rigidness is shown. The specifications, obtained in comparison with the known physically nonlinear specified model of the bending of plates with orthotropic layers are distinguished. An effective procedure of linearization of the solving equations and getting the solutions in frames of the discrete-continual scheme of the finite-element method is suggested. The approximations of higher order let to model the appearance of the cracs of layers being split by the introducing of slightly hard thin layers into the finite element, not violating the idea of continuality of theory. Calculation of a threelayer plate with rigid face diaphragms on the contour is considered}, subject = {Platte}, 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{EbertBucher2000, author = {Ebert, Matthias and Bucher, Christian}, title = {Modelling of changing of dynamic and static parameters of damaged R/C}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.582}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5825}, year = {2000}, abstract = {Dynamic testing for damage assessment as non-destructive method has attracted growing in-terest for systematic inspections and maintenance of civil engineering structures. In this con-text the paper presents the Stochastic Finite Element (SFE) Modeling of the static and dy-namic results of own four point bending experiments with R/C beams. The beams are dam-aged by an increasing load. Between the load levels the dynamic properties are determined. Calculated stiffness loss factors for the displacements and the natural frequencies show differ-ent histories. A FE Model for the beams is developed with a discrete crack formulation. Cor-related random fields are used for structural parameters stiffness and tension strength. The idea is to simulate different crack evolutions. The beams have the same design parameters, but because of the stochastic material properties their undamaged state isn't yet the same. As the structure is loaded a stochastic first crack occurs on the weakest place of the structure. The further crack evolution is also stochastic. These is a great advantage compared with de-terministic formulations. To reduce the computational effort of the Monte Carlo simulation of this nonlinear problem the Latin-Hypercube sampling technique is applied. From the results functions of mean value and standard deviation of displacements and frequencies are calcu-lated. Compared with the experimental results some qualitative phenomena are good de-scribed by the model. Differences occurs especially in the dynamic behavior of the higher load levels. Aim of the investigations is to assess the possibilities of dynamic testing under consideration of effects from stochastic material properties}, subject = {Stahlbetonbauteil}, language = {en} } @inproceedings{DuckeEcksteinMontag2000, author = {Ducke, M. and Eckstein, U. and Montag, U.}, title = {Die Eisenbahnbr{\"u}cken des Lehrter Bahnhofs in Berlin - Ein ganzheitliches FE-Berechnungskonzept}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.581}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5812}, year = {2000}, abstract = {Der Komplexit{\"a}t moderner Br{\"u}ckenbauwerke scheinen die verwendeten Berechungsmodelle oft nicht angemessen. Tragwerksberechnungen basieren in vielen F{\"a}llen noch auf der Vorgehensweise, das Br{\"u}ckenbauwerk in Einzelbauteile zu zerlegen und mit unterschiedlichen Teilmodellen zu behandeln. Das erscheint, auch vor dem Hintergrund st{\"a}ndig wachsender Rechnerleistung, nicht mehr zeitgem{\"a}ß. Dies gilt zum Beispiel auch f{\"u}r die g{\"a}ngige Praxis, fl{\"a}chenhafte Br{\"u}cken{\"u}berbauten mit Balkenmodellen zu berechnen. Der vorliegende Beitrag stellt ein ganzheitliches Berech-nungskonzept vor, welches auf der Basis eines einzigen FE-Modells die Berechnung des Gesamtbauwerks erlaubt. Damit wird f{\"u}r alle Bauteile neben der Zustandsgr{\"o}ßenberechnung auch die Bemessung von Stahl- und Spannbetonbauteilen bis hin zu Nachweisen wie zur Beschr{\"a}nkung der Rissbreite gef{\"u}hrt. Die Anwendung dieses Berechnungskonzeptes wird am Beispiel der Eisenbahn{\"u}berf{\"u}hrung des neuen Lehrter Bahn-hofs in Berlin gezeigt. Das verwendete FE-Modell umfasst Baugrund, Fundamente, Stahl- bzw. Gußstahlunterkonstruktion sowie den Stahl- bzw. Spannbeton{\"u}berbau. Besonderheiten sind unter anderem die Modellierung des plattenbalkenartigen {\"U}berbaus durch exzentrische, vorspannbare Schalenelemente und das getrennte Vorhalten von tragwerks- und lastbezogenen Eingabefiles. Damit gelingt die sequentielle Erfassung unterschiedlicher Bettungsmoduli zur Simulation statischer und dynamischer Beanspruchungen, die Ber{\"u}cksichtigung des Anspannens und der Interaktion zwischen vorgespannten Stahlverb{\"a}nden zur Aufnahme von Horizontallasten sowie die Ber{\"u}cksichtigung unterschiedlicher statischer Systeme bei der Herstellung des Spannbeton{\"u}berbaus.}, subject = {Berlin}, language = {de} } @inproceedings{DaniunasKomkaWerner2000, author = {Daniunas, A. and Komka, A. and Werner, F.}, title = {ANALYSIS AND DETERMINATION OF STRENGTH IN PLASTIC STAGE OF FREE FORM STEEL SHAPES}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.580}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5803}, year = {2000}, abstract = {The steel structure design codes require to check up the member strength when evaluating plastic deformations. The model of perfectly plastic material is accepted. The strength criteria for simple cross-sections (I section, etc.) of steel members are given in design codes. The analytical strength criteria for steel cross-sections and numerical approaches based on stepwise procedure are investigated in many articles. Another way for checking the carrying capacity of cross-sections is the use of methods that are applied for defining strain-deformed state of elastic perfectly plastic systems. In this paper non-iterative methods are suggested for checking strength of cross-sections. Carrying capacity of cross section is verified according to extremum principle of plastic fail under monotonically loading and the strain-deformed state of cross-section is defined according to extremum energy principals of elastic potential of residual stresses and complementary work of residual displacements. The mathematical expressions of these principals for discrete cross-section are formulated as problems of convex mathematical programming. The cross-section of steel member using finite element method is divided into free form plane elements. The constant distribution of stresses along the finite element is accepted. The relationships of finite elements for static formulation of the problem are formed so, that kinematics formulation relationships could be obtained in a formal way using the theory of duality. Numerical examples of determination of cross-section strength, composition of interactive curves and composition of moment-curvature curves for different axial force levels are presented.}, subject = {Stahlkonstruktion}, language = {en} } @inproceedings{BurghardtMeissner2000, author = {Burghardt, Michael and Meißner, Udo F.}, title = {Dreidimensionale Finite-Element-Baugrundmodelle f{\"u}r Ingeniuerprobleme}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.575}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5750}, year = {2000}, abstract = {Bei komplexen Gr{\"u}ndungskonstruktionen sind Planungsfehler durch eine konsistente Modellierung vermeidbar. Manuelle Berechnungsmethoden erm{\"o}glichen im allgemeinen ein dreidimensionales Vorgehen nicht. Numerische Berechnungsmethoden, wie z.B. die Finite-Element-Methode, sind ein optimales Werkzeug zur ganzheitlichen Simulation des Problems. Die f{\"u}r die Finite-Element-Analyse notwendige Diskretisierung komplexer Bau- grundstrukturen ist manuell nicht zu bew{\"a}ltigen. Der vorliegende Beitrag zeigt wie ein Finite-Element-Modell automatisch aus einem geotechnischen Modell unter Ber{\"u}cksichtigung der spezifischen Anforderungen der Baugrund-Tragwerk-Struktur und des Bauablaufes erzeugt werden kann. Hierbei wird die Ber{\"u}cksichtigung der geometrischen und der mechanischen Besonderheiten bei der Netzgenerierung dargestellt.}, subject = {Baugrund}, language = {de} } @inproceedings{BrehmMost2003, author = {Brehm, Maik and Most, Thomas}, title = {A Four-Node Plane EAS-Element for Stochastic Nonlinear Materials}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.282}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2825}, year = {2003}, abstract = {Iso-parametric finite elements with linear shape functions show in general a too stiff element behavior, called locking. By the investigation of structural parts under bending loading the so-called shear locking appears, because these elements can not reproduce pure bending modes. Many studies dealt with the locking problem and a number of methods to avoid the undesirable effects have been developed. Two well known methods are the >Assumed Natural Strain< (ANS) method and the >Enhanced Assumed Strain< (EAS) method. In this study the EAS method is applied to a four-node plane element with four EAS-parameters. The paper will describe the well-known linear formulation, its extension to nonlinear materials and the modeling of material uncertainties with random fields. For nonlinear material behavior the EAS parameters can not be determined directly. Here the problem is solved by using an internal iteration at the element level, which is much more efficient and stable than the determination via a global iteration. To verify the deterministic element behavior the results of common test examples are presented for linear and nonlinear materials. The modeling of material uncertainties is done by point-discretized random fields. To show the applicability of the element for stochastic finite element calculations Latin Hypercube Sampling was applied to investigate the stochastic hardening behavior of a cantilever beam with nonlinear material. The enhanced linear element can be applied as an alternative to higher-order finite elements where more nodes are necessary. The presented element formulation can be used in a similar manner to improve stochastic linear solid elements.}, subject = {Nichtlineare Mechanik}, language = {en} } @inproceedings{BernsteinRichter2003, author = {Bernstein, Swanhild and Richter, Matthias}, title = {The Use of Genetic Algorithms in Finite Element Model Identification}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.276}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2769}, year = {2003}, abstract = {A realistic and reliable model is an important precondition for the simulation of revitalization tasks and the estimation of system properties of existing buildings. Thereby, the main focus lies on the parameter identification, the optimization strategies and the preparation of experiments. As usual structures are modeled by the finite element method. This as well as other techniques are based on idealizations and empiric material properties. Within one theory the parameters of the model should be approximated by gradually performed experiments and their analysis. This approximation method is performed by solving an optimization problem, which is usually non-convex, of high dimension and possesses a non-differentiable objective function. Therefore we use an optimization procedure based on genetic algorithms which was implemented by using the program package SLang...}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {en} } @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{BaitschHartmann2004, author = {Baitsch, Matthias and Hartmann, Dietrich}, title = {Object Oriented Finite Element Analysis for Structural Optimization using p-Elements}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.108}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-1089}, year = {2004}, abstract = {The optimization of continuous structures requires careful attention to discretization errors. Compared to ordinary low order formulation (h-elements) in conjunction with an adaptive mesh refinement in each optimization step, the use of high order finite elements (so called p-elements) has several advantages. However, compared to the h-method a higher order finite element analysis program poses higher demands from a software engineering point of view. In this article the basics of an object oriented higher order finite element system especially tailored to the use in structural optimization is presented. Besides the design of the system, aspects related to the employed implementation language Java are discussed.}, subject = {Konzipieren }, language = {en} }