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

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

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

3 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

4 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

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

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

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

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

9 Berücksichtigung der Imperfektionen:
Bisher: * Berücksichtigung durch Ersatzimperfektionen - Vorkrümmung - Vorverdrehung - DIN 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

10 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

11 Klassifizierung der Imperfektionen

12 Klassifizierung der Imperfektionen
Geometrische Querschnitts- imperfektionen

13 Klassifizierung der Imperfektionen
Strukturelle Imperfektionen

14 Klassifizierung der Imperfektionen
Imperfektionen der Stabachse

15 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

16 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 )