Studienarbeit Thema: Entwurf und Implementierung einer Datenstruktur zur Erfassung von Imperfektionen an Stahlbauteilen

Vortragsverlauf: 1. Stahlbauteile 2. Imperfektionen - wichtige Imperfektionen - bisherige Berücksichtigung bei Berechnungsarten - beabsichtigte Berücksichtigung 3. Klassifizierung der Imperfektionen 4. Beipielimplementation 5. Ausblick

Bauteilmodell Stabachse: Querschnitt: Stabachse Querschnitt Bauteil: - Verlauf durch Schwerpunkt des Querschnitts Stabachse Querschnitt Querschnitt: - bauteilspezifische Geometrie z.B. I-Profil, Kreisquerschnitt Bauteil im System: - Material: E-Modul Fließgrenze

Bauteilmodell: ideales(perfektes) Bauteil ideales Bauteil ideal gerade, unverwundene Stabachse Idealer Querschnitt ideales Materialverhalten Ideale Geometrie Endpunkt konstante: Fließgrenze E-Modul z.B. ideale I-Profil-Form speziell: IBB 400 Anfangspunkt keine Eigenspannungen

dt. : Mangelhaftigkeit, Fehlerstelle Begriff: „Imperfektion“ dt. : Mangelhaftigkeit, Fehlerstelle Geometrie (äußere Imperfektionen) Material (innere Imperfektionen)

spezielle Imperfektionen: Imperfektionen der Stabachse Stoßbedingt Vorverformungen Exzentrizität Knickwinkel Vorkrümmung Vorverwindung Auslenkung z x (Stabachse)

spezielle Imperfektionen: Geometrische Imperfektionen des Bauteilquerschnitts Querschnitts- toleranzen Unrundheiten Wulstartige Imperfektionen Vorbeulen

spezielle Imperfektionen: Strukturelle Imperfektionen Imperfekte Mechanische Eigenschaften Fließgrenzen- streuungen Veränderlicher E-Modul Eigenspannungen

Berücksichtigung der Imperfektionen: Bisher: * Berücksichtigung durch Ersatzimperfektionen - Vorkrümmung - Vorverdrehung - DIN 18800 T2 * Informationen über tatsächliche Imperfektionen gehen verloren Ziel: * Erzeugung von geometrischen Daten des Bauteils mit seinen Imperfektionen ( Netz aus FE - Knoten ) * Berechnung mit nichtlinearem Berechnungsprogramm * Gewinnung von Informationen über Imperfektionen und ihre Auswirkungen auf Traglast Notwendigkeit: Datenstruktur zur Aufnahme von realen Bauteilen und ihren Imperfektionen

Bauteilmodell: imperfektes Bauteil ideales Bauteil idealer Querschnitt ideal gerade, unverwundene Stabachse ideales Materialverhalten Ideale Geometrie Imperfektes Bauteil Vorkrümmung Vorverwindung Knickwinkel Exzenrizität Eigenspannungen Fließgrenzen- strueuungen Unrundheiten Vorbeulen Wulstimperf. Querschnitts- toleranzen Imperfektionen

Klassifizierung der Imperfektionen

Klassifizierung der Imperfektionen Geometrische Querschnitts- imperfektionen

Klassifizierung der Imperfektionen Strukturelle Imperfektionen

Klassifizierung der Imperfektionen Imperfektionen der Stabachse

Beispielimplementation Ziel: * Erzeugung von geometrischen Daten des Bauteils mit seinen Imperfektionen ( Netz aus FE - Knoten ) * Berechnung mit nichtlinearem Berechnungsprogramm * Gewinnung von Informationen über Imperfektionen und ihre Auswirkungen auf Traglast

Ausblick: Erzeugung von Geometriedaten - Klassifzierung von Bauteilquerschnitten und integrieren in das Modell - Module zur Generierung der Geometriedaten für die zunächst perfekten Bauteile und ihre speziellen Querschnitte - Module für die Projizierung der Imperfektionsgeometrien auf die perfekten Geometriedaten ( Verrückungen von Knoten )