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Dissertations / Theses on the topic 'Materialmodell'
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Panhans, Sonja. "Ein viskoplastisches Materialmodell mit nichtquadratischer Fließfunktion: Ein viskoplastisches Materialmodell mitnichtquadratischer Fließfunktion." Doctoral thesis, Bericht ; 1/2006, 2005. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A18627.
Full textAbstract:
Für die Beschreibung der formativen Verfestigung wird das viskoplastische Materialmodell nach Chaboche/Rousselier durch eine nichtquadratische Fließfunktion erweitert. Diese wird durch die Verallgemeinerung der Gleichung der Pascalschen Schnecke auf den Raum der effektiven Deviatorspannungen erhalten. Der Nachweis der thermodynamischen Konsistenz des modifizierten Materialmodells wird erbracht. Die Modellierung der Ausrichtung der Fließfläche beim Wechsel der Belastungsrichtung oder einer fortgesetzten inelastischen Beanspruchung erfolgt auf der Basis experimenteller Beobachtungen. Wie die durchgeführten Berechnungsbeispiele belegen, können mit dem erweiterten Material-modell Experimente zur stationären zyklischen Beanspruchung, insbesondere auch die formativen Veränderungen der Fließfläche bei proportionalen und nichtproportionalen Belastungen, gut wiedergegeben werden.For the description of the distortional hardening the viscoplastic material model according to Chaboche/Rousselier is extended by a non-quadratic yield function. This function is obtained by the generalisation of the equation of Pascal’s snail on the space of the effective deviatoric stresses. The verification of the thermodynamical consistency of the modified model is provided. The reorientation of the yield surface, which is observed experimentally in case of a change of a loading direction or a continued inelastic load, has been modelled. The examples demonstrate, that the experiments concerning stationary cyclic behaviour are well approximated, particularly with regard to the distortional hardening of the yield surface during proportional and non-proportional load.
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Jens, Simon, and Olsson Martin Mader. "Materialmodell för nylonfiberförstärkt gummimembran." Thesis, Malmö universitet, Fakulteten för teknik och samhälle (TS), 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:mau:diva-20237.
Full textAbstract:
I detta projekt framtas en materialmodell, lämplig för ett anisotropisknylonfiberförstärkt gummimembran, varefter modellens parametrarbestäms och verifieras. Gummimembranet används i en bromsaktuatorproducerad av Haldex AB. Syftet med arbetet är att förenklaoch effektivisera framtagningen av framtida prototyper av bromsaktuatorn.Målet med detta arbete är att med hjälp av en materialmodellbeskriva de mekaniska egenskaperna hos ett fiberförstärkt gummimembran.Huvuddelarna av projektet är val av materialmodell, materialtestning,modellkalibrering och verifiering av materialmodellen. Envariant av Holzapfel-Gasser-Ogdens materialmodell (HGO) som finnsimplementerad i Ansys, ett beräkningsprogram för finita elementmetoden,används i arbetet. Materialtestning utförs enligt ISO 527-4, enstandard för dragprover av fiberförstärkta polymerer. Modellkalibreringutförs i Excel för att bestämma värdet på modellens parametrargenom att anpassa kurvorna från materialmodellen till dragproverna.Materialmodellen med dessa parametrar implementeras i Ansys, ettberäkningsprogram som tillämpar finita element analys, som kan användasför simulering av dragprov. Modellen verifieras till sist genomsimulering av bromsaktuatorn i Ansys. Vid jämförelse av simuleringoch tester på material, uppvisar simuleringen av dragproverna godöverensstämmelse. Simuleringen av bromsaktuatorn uppvisar däremotinte samma goda överensstämmelse med tester på komponent.In this bachelor thesis a material model is developed for an anisotropicnylon fiber-reinforced rubber diaphragm, at which point the parametersof the model are determined and verified. The diaphragm is usedin a brake actuator developed by Haldex AB. The purpose of thisproject is to simplify and streamline the production of future brakeactuator prototypes. The goal is to describe the mechanical propertiesof a fiber-reinforced rubber component using a material model.The main parts of the project are choosing material model, materialtesting, calibration and verification of the material model. A variantof Holzapfel-Gasser-Ogden’s material model (HGO) is used in thisproject. Material testing is done by using ISO 527-4, a standard foruniaxial tensile tests for fiber reinforced polymers. Excel is used tofit the material model to the test data, and thus find the parametersfor the material model. The material model with its parameters arethen implemented in Ansys, a mechanical engineering software thatuses finite element analysis, which can be used to simulate tensiletests. Lastly, the material model is verified by simulation of the brakeactuator in Ansys. Comparing simulations with material data, thesimulations of the tensile tests are in good agreement. The simulationof the brake actuator, however, doesn’t show as good of an agreementwith the test data.
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Østen, Torgrim. "Validering av materialmodell for polyvinylklorid (PVC)." Thesis, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for konstruksjonsteknikk, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-18601.
Full textAbstract:
En ny materialmodell for termoplaster ble utviklet ved SIMLab i 2010. Validering av denne er målet for denne oppgaven. Modellen implementeres i LS-DYNA som en brukerdefinert materialmodell og inneholder 11 parametre som bestemmes gjennom en kalibreringsprosess. For å undersøke modellens gyldighet ble valideringstester gjennomført.Det ble først gjennomført materialtester på PVC. Disse hadde som formål å gi tilstrekkelig data til kalibreringen. Testene som ble gjennomført var konvensjonelle strekk- og trykktester ved forskjellige tøyningshastigheter. Spenning-tøyningskurver og flytespenninger fra testene ble behandlet og benyttet som grunnlag for kalibreringen av de 11 parametrene.Kalibreringen av modellen ble gjort med en analytisk metode foreslått av Hovden [5], med en av strekktestene med lavest tøyningshastighet som basis. Den kalibrerte modellen ga godt samsvar med denne testen.To typer valideringstester (strekk av plate med hull og fallende vekt på fast innspent plate) ble så gjennomført for å undersøke hvor godt modellen kunne representere virkeligheten. Numeriske simuleringer av testene ble utført for å sammenligne responsen i modeller og tester.Modellen representerte testene godt, men mangel på viskoelastisitet antas at var hovedårsaken som førte til at det oppsto enkelte avvik. Generelt førte en økning i tøyningshastighet til økt avvik i responsen. Forskjeller i spenningsforløp i trykk og strekk kan også ha ført til avvik. Det bør derfor undersøkes videre om det erlønnsomt å inkludere viskoelastisitet i modellen samt en annen måte å representere trykkspenninger på.
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Hegni, Tonje. "Validering av materialmodell for polypropylen (HDPE)." Thesis, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for konstruksjonsteknikk, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-18801.
Full textAbstract:
Denne rapporten tar for seg validering av en hyperelastisk – viscoplastisk material modell som tidligere har blitt implementert i elementmetode koden LS – Dyna. Materialet som er evaluert er polyetylen (HDPE) som er levert av det tyske firmaet SIMONA. Material parameterne som er satt inn i den konstitutive material modellen er funnet fra eksperimentell testing og kalibrering.Modellen er validert ved å sammenligne resultater av to veldefinerte eksperimentelle tester ved numeriske forutsigelser. Det har blitt utført tester på plate med hull. Platene har en mer kompleks geometri grunnet hullet i platen, og vil derfor gi mer komplekse spenning og tøynings tilstander. I tillegg har platene veldefinerte randbetingelser. Disse har en mer komplisert sammensetning av trykk og strekk og vil derfor være mer realistiske, da en virkelig komponent brukt i industrien vil bli utsatt for både trykk og strekk samt påført last av ulike hastigheter. De eksperimentelle og simulerte testene er sammenlignet og evaluert i valideringskapittelet. Modellen fanger opp de viktigste egenskapene observert i testene.
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Panhans, Sonja. "Ein viskoplastisches Materialmodell mit nichtquadratischer Fließfunktion." Doctoral thesis, [S.l. : s.n.], 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601899.
Full text
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Ranz, Thomas. "Viskoelastisches Materialmodell für Holz Experimente, Modellierung und Simulation." Düsseldorf VDI-Verl, 2008. http://d-nb.info/994365632/04.
Full text
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Oberste-Brandenburg, Claus. "Ein Materialmodell zur Beschreibung der Austenit-Martensit-Phasentransformation unter Berücksichtigung der transformationsinduzierten Plastizität." [S.l. : s.n.], 1999. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=959498877.
Full text
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Nygård, Daniel. "Laboratorietester för framtagande av materialegenskaper för spröd materialmodell för huvudbergarterna i Malmberget och Kiruna." Thesis, Luleå tekniska universitet, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-79049.
Full textAbstract:
LKAB är en gruv- och mineralkoncern som har bland annat två underjordsgruvor i norra Sverige där de bryter järnmalm. I båda dessa gruvor återfinns kompetent berg, vid brytning har skador börjat uppstå i schakt och orter. Som stöd till utredningar varför skadorna uppstår och vad som kan göras för att i framtiden förhindra dessa skador har bl.a. numerisk modellering använts som verktyg. För numerisk modellering krävs en materialmodell som beskriver bergets beteende i modellen. I tidigare undersökningar utförda för LKAB har den spröda materialmodellen CWFS (Cohesion-Weakening-Friction-Strengthening) har visat sig kunna återskapa de observerade skadorna i LKAB:s underjordsgruvor. Målet med denna undersökning var att genom laboratorietester bestämma de ingående parametrarna till CWFS-modellen för de bergarter som återfinns i LKAB:s underjordsgruvor. De laboratorietester som utfördes var enaxiella och triaxiella trycktester. De triaxiella trycktesterna utfördes vid ett lågt omgivande tryck för att motsvara de förhållanden med låg inspänning som antas råda i närheten av randen till det uttagna berget där skadorna i gruvorna observerats. Resultaten från laboratorietesterna utvärderades sedan i en numerisk modell. Undersökningen utfördes genom att trycktesterna utfördes numeriskt och jämfördes mot laboratorietesterna. Från laboratorietesterna sågs att bergets hållfasthet inte ökar linjärt med omgivande tryck. Den linjära materialmodellen CWFS kunde inte efterlikna det beteendet för hela spannet av testade omgivande tryck. Om däremot det omgivande trycket begränsades till att bara motsvara de triaxiella trycktesterna mellan 5 och 10 MPa kunde en bra korrelation mot hållfastheten observeras. Parametrarna erhållna i denna undersökning var för berg med låg inspänning En del parametrar skiljer sig mot de erhållna från tidigare undersökningar där ett högre omgivande tryck användes i laboratorietesterna. Detta gäller framför allt friktionsvinkeln som var högre för denna undersökning. Parametrarna erhållna i denna rapport behöver dock valideras mot in situ förhållanden via exempelvis analyser av dokumenterade praktikfall.
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Schmaltz, Stefan [Verfasser], and Kai [Akademischer Betreuer] Willner. "Inverse Materialparameteridentifikation von Blechwerkstoffen für ein anisotropes elasto-plastisches Materialmodell bei finiten Deformationen / Stefan Schmaltz. Gutachter: Kai Willner." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2015. http://d-nb.info/1075836840/34.
Full text
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Wallmeier, Malte. "Vergleich von Strategien zur Simulation der Kompression in Blattebene bei der 3D Umformung von Karton." Master's thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-106291.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit hat die Entwicklung eines Konzepts für das Materialmodell zur Simulation des Ziehprozesses mit Karton zum Ziel. Der Ziehprozess stellt bei seiner Simulation hohe Anforderungen an das verwendete Materialmodell. Mehrachsige Spannungszustände und die Einflüsse von Temperatur und Feuchtigkeit müssen berücksichtigt werden. Dazu werden Materialverhalten, Materialmodelle und ihre mathematisch-physikalischen Grundlagen, Spannungssituation und Anforderungen des Ziehprozesses an ein Materialmodell analysiert. Es wird ein Konzept dargelegt, in dem die Simulation des Ziehprozesses in drei Schritte unterteilt wird. Im ersten Teil werden Materialfeuchte und Temperatur mit einem zweidimensionalen Netzwerkmodell bestimmt. Im zweiten Schritt werden Materialparameter mit Hilfe eines dreidimensionalen Netzwerkmodells in Abhängigkeit von zuvor ermittelten Feuchte- und Temperaturwerten und mechanischer Belastung gewonnen. Diese Parameter werden im dritten Teil zur Simulation des Ziehprozesses mit einem makromechanischen Materialmodell genutztA concept for the development of a paperboard material model for the simulation of deepdrawing processes is presented in this thesis. Concerning its simulation, the deep drawing process of paperboard is demanding. Complex states of tension, humidity and changes of temperature during the process have to be considered. Thus properties of paperboard, material-models, their mathematical-physical background and tensions during the deep-drawing process are analyzed. A concept for the material-model, dividing the simulation in three steps, is proposed. In the first step, temperature and humidity are determined, using a two-dimensional lattice model. During the second step material parameters, depending on the state of tension are evaluated with a three-dimensional lattice model. The third step contains the simulation of the deep-drawing process with a three-dimensional continuum model
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Bentsrud, Herman. "Friction and material modelling in Sheet Metal Forming Simulations." Thesis, Blekinge Tekniska Högskola, Institutionen för maskinteknik, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:bth-19686.
Full textAbstract:
In today’s car manufacturing industry, sheet metal forming is a important process that takes preparation, which is time consuming and complex when new processes are made. When new metal grades and alloys are provided to the industry, tests are conducted to determine it’s behaviour and strengths. This gives the data for complex material models that can approximate the metal behaviour in an accurate way in a simulation environment. One of the unknown factors from tests is the friction coefficient on the sheet metal. The software Triboform is able to provide an adaptable friction coefficient model that depends on multiple simulation and user input conditions. The problems that occur when acquiring data for the material model is that testing is time consuming and the friction model has to be adjusted to give accurate results. At Volvo Cars there are two material models used with their different advantages, BBC 2005 and Vegter 2017.The purpose with this work is to compare the two material models using the Triboform friction models implemented to see if any combination provides accurate simulation results and then create recommendations for which model is best suited for different cases. Some side studies is also done with an older Vegter model, a strain rate sensitive BBC 2005 model and a Triboform model on all simulation parts.The purpose is achieved by implementing the Triboform model in Autoform and run a simulation of a Limiting Dome Height (LDH) test with both material models and compare the results with experimental data for several different materials. The data that is directly compared from the LDH test is the major and minor strain from two perpendicular sections at four different stages and also the force from the punch tool. The material models will be evaluated by how it manages to mimic the strain behaviour of the metals and how it estimates the punch force.The results point towards an improvement of the accuracy for most of the metals tested and BBC 2005 is the better model if there’s available biaxial data from tests, Vegter 2017 is decent if there’s not. However Vegter 2017 is not a good option for aluminum alloys simulations when the punch force is compared. Side study also shows that Vegter 2017 is bit of a downgrade when it comes to strain values, compared to the old Vegter.The work, in summary shows a dynamic friction model can improve the accuracy for strain predictions in the simulation process. If there’s biaxial yield data available for the metal or if it’s an aluminum alloy, BBC 2005 is the superior choice, but if only tensile tests are available for metals, Vegter 2017 is a decent choice for some cases.I dagens bilindustri är plåtmetalformning en viktig process som kräver förberedelser som är tidskonsumerande och komplex när nya processer tillkommer. När nya metallslag kommer in till industrin, så utförs tester för att avgöra dess egenskaper och styrka. Denna testdata används till materialmodeller som kan approximera metallens beteende på ett noggrant sätt i en simuleringsmiljö. Den okända faktorn från dessa test är friktionskoefficienten på plåten. Programvaran Triboform är kapabel att göra en dynamisk friktionsmodel som beror på användar- och simuleringsdata. Problemen som uppstår vid framtagning av data är att det är tidskonsumerande och flera simuleringar måste göras för att bestämma friktionen. Volvo Cars använder sig av två modeller med olika fördelar, BBC 2005 och Vegter 2017.Syftet med detta arbete är att jämföra de två materialmodellerna med Triboform modeller implementerat för att se om de påverkar noggrannheten i simuleringar och sedan förse rekommendationer för vilken modell passar bäst för olika fall. Några sidojobb i studien som görs är en jämförelse med gamla Vegter modellen, ett test med en modell som är känslig för töjningshastighet och test med att implementera Triboform modellen på alla pressverktyg.Detta utförs med att implementera Triboform modellerna i Autoform och köra en simulering på ett LDH-test med båda materialmodeller och jämföra resultaten med experimentell data för flera olika metaller. Data som skall jämföras från LDH-testet är första och andra huvudtöjningen i två vinkelräta sektioner i fyra processsteg och stämpelkraften genom hela processen. Modellerna kommer evalueras genom hur de lyckas imitera töjningens beteende och hur den estimerar stämpelkraften.Resultaten pekar mot en förbättring när Triboform är implementerat i simuleringar för de flesta metaller som ingår i testen och BBC 2005 är den model som föredras om det finns tillgänglig biaxiel spänning data från tester, Vegter 2017 är en duglig modell om dessa data inte finns. Vegter 2017 är dock inte ett bra alternativ när det kommer till jämförelse av töjning och stämpelkraften för aluminium. Sidojobb med gamla Vegter visar att den nya Vegter 2017 inte är en direkt förbättring med hänsyn till noggrannheter av krafter och töjningar.Arbetet visar att en dynamisk friktionsmodel kan förbättra prediktering av töjningar i simuleringar. Om det finns biaxiel data för metallen eller om det gäller att simulera aluminium är BBC 2005 det bättre altermativet, om det endast finns dragprovsdata för metallen så är Vegter 2017 duglig för vissa fall.
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Budnitzki, Michael. "Constitutive modeling and experimental investigations of phase transitions in silicon under contact loading." TU Bergakademie Freiberg, 2014. https://tubaf.qucosa.de/id/qucosa%3A70886.
Full textAbstract:
Modeling the interaction of a silicon (Si) surface with a pointed asperity is a crucial step towards the understanding of several phenomena related to machining of this important semiconductor.
If subjected to pressure or contact loading, Si undergoes a series of stress-driven phase transitions accompanied by large volume changes.
We developed a finite deformation constitutive model that captures the semiconductor-to-metal (cd-Si ➙ β-Si) and metal-to-amorphous (β-Si ➙ a-Si) transitions within the framework of thermodynamics with internal variables.
The model was implemented as a user material subroutine for the finite element code Abaqus/Std. in analogy to pressure sensitive, rate independent, non-associated, non-smooth multisurface plasticity. Material parameters were identified from indentation load-displacement curves in (111)-Si using a Berkovich indenter tip.
The constitutive model was verified by successfully predicting the load-displacement curves for different indenters, the residual surface profile, as well as the size and shape of the transformation zone under the indenter tip as compared to TEM results.
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Strobel, Jens, Jens Sumpf, Ralf Bartsch, and Markus Golder. "Dynamische Untersuchungen von Kunststoff-Gleitketten in einem Fördersystem." Technische Universität Chemnitz, 2019. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A36336.
Full textAbstract:
In Stetigfördersystemen mit Kunststoff-Gleitketten treten unerwünschte Schwingungen auf, die den Materialfluss beeinträchtigen. Diese Schwingungen sind nach momentanen Stand nicht berechenbar und sollen dynamisch simuliert werden. Das Ziel ist es ein Modell zu entwickeln, mit welchem die Schwingungen, die in einer Kunststoff-Gleitkette auftreten, abgebildet werden können.
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Koplin, Christof. "Entwicklung eines Materialmodells für zahnärztliche Füllungen auf Kompositbasis." Aachen Shaker, 2007. http://d-nb.info/988425041/04.
Full text
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Koplin, Christof. "Entwicklung eines Materialmodells für zahnärztliche Füllungen auf Kompositbasis /." Aachen : Shaker, 2008. http://d-nb.info/988425041/04.
Full text
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Freund, Michael. "Verallgemeinerung eindimensionaler Materialmodelle für die Finite-Elemente-Methode." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-114428.
Full textAbstract:
Für die Simulation technischer Bauteile mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) werden tensorielle Stoffgesetze benötigt, die zu einem beliebigen dreidimensionalen Verzerrungszustand und gegebenenfalls der Belastungsvorgeschichte und -geschwindigkeit des Materials die zugehörige Spannungsantwort liefern. Die Entwicklung derart komplexer Materialmodelle verläuft oftmals über Zwischenstufen, die zunächst nur Vorhersagen für den einachsigen Zug-/Druckversuch erlauben. Zur automatischen Verallgemeinerung solcher eindimensionaler Materialbeschreibungen zu vollständig dreidimensionalen Stoffgesetzen für die Finite-Elemente-Methode wird im Rahmen dieser Arbeit das Konzept repräsentativer Raumrichtungen vorgeschlagen, welches auf der Integration einachsiger Spannungszustände über eine diskrete Anzahl gleichmäßig verteilter (repräsentativer) Raumrichtungen basiert. Zur Untersuchung der grundlegenden Eigenschaften des Algorithmus wurden verschiedene inelastische tensorielle Beispielstoffgesetze herangezogen, deren eindimensionale Formulierung als Eingangsmodell für die repräsentativen Raumrichtungen dient. Hierbei zeigt sich, dass die wesentlichen Materialeigenschaften des jeweiligen uniaxialen Eingangsmodells bei der Verallgemeinerung vollständig erhalten bleiben. Weiterhin werden einige wichtige Effekte vom Konzept automatisch generiert, wie z. B. die anisotrope Entfestigung technischer Gummiwerkstoffe oder die formative Verfestigung metallischer Werkstoffe, was eine realitätsnahe Simulation dieser Materialklassen ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand erlaubt. Das Konzept wurde zusätzlich auf Stoffgesetze angewendet, die ausschließlich in Form einer eindimensionalen Materialbeschreibung vorliegen und somit konkrete Anwendungsfällle darstellen. Darüber hinaus wurden für einige ausgewählte Stoffgesetze in repräsentativen Raumrichtungen Vergleiche mit Ergebnissen aus experimentellen Versuchen vorgenommen, wobei sich stets eine gute Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation ergibt. Das Konzept repräsentativer Raumrichtungen wurde in die zwei kommerziellen Finite-Elemente-Programme MSC.Marc und ABAQUS implementiert. Hiermit können Simulationen inhomogener Verzerrungs- und Spannungsverteilungen durchgeführt werden, obwohl das zugrunde liegende Stoffgesetz lediglich einachsige Spannungszustände beschreibt. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Methoden vorgestellt, mit deren Hilfe die Effizienz einer FEM-Simulation erheblich gesteigert werden kann. Dies betrifft zum einen die Generierung einer gleichmäßigen Verteilung von repräsentativen Raumrichtungen mit Hilfe eines numerischen Algorithmus zur Simulation sich abstoßender elektrischer Punktladungen auf der Kugeloberfläche. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die einzelnen Sätze von repräsentativen Raumrichungen in den Gaußpunkten eines finiten Elementes unterschiedlich zueinander auszurichten, was bei gleichbleibendem Rechenaufwand eine beträchtliche Erhöhung der Rechengenauigkeit erlaubtThe simulation of technical components using the finite element method (FEM) requires tensorial constitutive models which describe the complete relation between a given three-dimensional state of strain (in some cases also the loading history and strain rate) and the corresponding state of stress. The development of such complex material models often leads to an intermediate stage that enables the prediction of uniaxial tension and compression only. The automatic generalization of those one-dimensional material descriptions to complete three-dimensional constitutive models for the finite element method can be accomplished by using the concept of representative directions which is based on the integration of uniaxial stresses over a discrete number of uniformly distributed (representative) directions in space. In order to investigate the fundamental characteristics of the algorithm several inelastic tensorial constitutive models were used, whose one-dimensional formulation serves as the input model for the use within the representative directions. In this context it becomes evident that the essential material properties of the respective uniaxial input model are completely preserved during the process of generalization. Furthermore, some important effects are produced automatically by the concept such as the anisotropic stress softening of technical rubber materials or the distortional hardening of metallic materials, which enables a realistic simulation of those material classes without spending additional effort. The concept was also applied to material models that are available in form of a one-dimensional material description only, so that these can be regarded as concrete applications. In addition, some of the material models in representative directions were compared to experimental data, whereas a good agreement between measurement and simulation can be noticed. The concept of representative directions has been implemented into the commercial finite element programs MSC.Marc and ABAQUS. This enables simulations of inhomogeneous strain and stress distributions even though the underlying material model describes uniaxial loading processes only. In this context, several methods are introduced which can be applied to increase the efficiency of a finite element simulation to a great extent. On the one hand this affects the generation of a uniform distribution of representative directions using a numerical algorithm simulating the repulsion of electric charges on the surface of a sphere. On the other hand, it is possible to adjust the sets of representative directions at the integration points of a finite element differently, which leads to an increasing computational accuracy at constant computational effort
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Lin, Feng. "Materialmodelle und Querschnittsverhalten von Stahlbetonbauteilen unter extrem dynamischer Beanspruchung." [S.l.] : [s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=974136611.
Full text
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Koplin, Christof [Verfasser]. "Entwicklung eines Materialmodells für zahnärztliche Füllungen auf Kompositbasis / Christof Koplin." Aachen : Shaker, 2008. http://d-nb.info/1164342509/34.
Full text
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Lin, Feng [Verfasser]. "Materialmodelle und Querschnittsverhalten von Stahlbetonbauteilen unter extrem dynamischer Beanspruchung / Feng Lin." Aachen : Shaker, 2005. http://d-nb.info/1186576316/34.
Full text
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Rieger, Andreas. "Zur Parameteridentifikation komplexer Materialmodelle auf der Basis realer und virtueller Testdaten." [S.l. : s.n.], 2005. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB11759359.
Full text
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Chlebek, David. "Simulation of ultrasonic time of flight in bolted joints." Thesis, KTH, Hållfasthetslära, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-298342.
Full textAbstract:
Ultrasonic measurements of the preload in bolted joints is a very accurate method since it does not depend on the friction and other factors which cause difficulties for common methods. The ultrasonic method works by emitting an ultrasonic pulse into the bolt which is reflected at the end and returned to the transducer, the change in the time of flight (TOF) can be related to the elongation of the bolt and therefore the preload. One must account for the acoustoelastic effect which is the change in sound speed due to an initial stress state. The goal of this thesis project was to implement a Murnaghan hyperelastic material model in order to account for the acoustoelastic effect when conducting a numerical simulation using the finite element method (FEM). An experiment was also performed to validate the numerical simulation. The DeltaTOF as a function of a tensile force was obtained for an M8 and M10 test piece from the experiment. The material model was implemented by creating a user subroutine written in Fortran for the explicit solver Radioss. Hypermesh was used to set-up the numerical simulation. The material model has shown an expected behavior with an increased sound speed with compressive stresses and a decreased speed with tensile stresses. The numerical simulation showed a good correspondence to the experimental results.Ultraljudsmätning av klämklraften i skruvförband är en väldigt noggrann metod eftersom att metoden inte påverkas av friktion eller andra faktorer som innebär svårigheter för vanliga metoder. Ultraljudsmetoden fungerar genom att skicka in en ultraljudsvåg i skruven som reflekteras i botten och återvänder tillbaka till sensorn. Skillnaden i tiden för ekot att återvända kan relateras till förlängningen av skruven och därmed klämkraften. Det är viktigt att ta hänsyn till den akustoelastiska effekten, som är fenomenet där ljudhastigheten av en våg i en solid förändras med spänningstillståndet. Målet med det här arbetet är att implementera en hyperelastisk Murnaghan modell som tar hänsyn till den akustoelastiska effekten med FEM simuleringar. Ett experiment har också genomförts för att validera beräkningsmodellen. Tidsfördröjningen som en funktion av förspänningskraften togs fram för ett M8 och M10 provobjekt. Murnaghans hyperelastiska materialmodell implementerades genom att skapa ett användar material skriven i programmeringsspråket Fortran för den explicita lösaren Radioss. Hypermesh användes för att ställa upp FEM simuleringen. Materialmodellen har visat ett väntat beteende med en ökad ljudhastighet med tryckspänningar och minskad ljudhastighet med dragspänningar. Beräkningsmodellen visade en god överenstämmelse med resultatet från experimentet.
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Droste, Alexander. "Beschreibung und Anwendung eines elastisch-plastischen Materialmodells mit Schädigung für hochporöse Metallschäume." Stuttgart Inst. für Mechanik, 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=971626618.
Full text
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Droste, Alexander. "Beschreibung und Anwendung eines elastisch-plastischen Materialmodells mit Schädigung für hochporöse Metallschäume." Stuttgart Inst. für Mechanik, 2002. http://deposit.d-nb.de/cgi-bin/dokserv?idn=971626618.
Full text
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Görke, Uwe-Jens, Anke Bucher, and Reiner Kreißig. "Ein numerischer Vergleich alternativer Formulierungen des Materialmodells der anisotropen Elastoplastizität bei großen Verzerrungen." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2008. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200802001.
Full textAbstract:
Following generally accepted axioms and assumptions the authors developed a phenomenological, thermodynamically
consistent material model for large anisotropic elastoplastic deformations based on a substructure concept.
The material model originally includes a stress relation in rate formulation, evolutional equations for the
internal variables modeling the hardening behavior, and the yield condition. Due to the necessary time
discretization solving the initial value problem (IVP) this approach is associated with an incremental
stress computation. It will be shown that, within this context, the accuracy of stress values
essentially deteriorates with increasing load steps. Consequently, the authors substitute the usual
stress relation including the symmetric plastic strain tensor of right Cauchy-Green type instead of the
stress tensor into the set of unknown constitutive variables. Stresses are explicitly computed from a
hyperelastic material law depending on the elastic strain tensor. Furthermore, as an alternative to the
plastic strain tensor the solution of the IVP considering an
evolutional equation for the plastic part of the deformation gradient has been studied.
This procedure simplifies the mathematical structure of the system to be solved as well
as the computation of substructure-based variables which are suitable for the analysis
of texture development. The presented numerical strategies were implemented into an in-house FE-code.
Some examples illustrating their accuracy, stability as well as efficiency are discussed.
25
Keilig, Thomas. "Ermittlung des Umformverhaltens von Gewebeprepregs in Abhängigkeit von Verstärkungstyp und Matrixsystem mit Hilfe eines geeigneten rheologischen Materialmodells /." Köln : DLR, Bibliotheks- und Informationswesen, 2006. http://www.gbv.de/dms/bs/toc/515997412.pdf.
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26
Freund, Michael [Verfasser], Jörn [Akademischer Betreuer] Ihlemann, Jörn [Gutachter] Ihlemann, and Alexander [Gutachter] Lion. "Verallgemeinerung eindimensionaler Materialmodelle für die Finite-Elemente-Methode / Michael Freund ; Gutachter: Jörn Ihlemann, Alexander Lion ; Betreuer: Jörn Ihlemann." Chemnitz : Universitätsbibliothek Chemnitz, 2013. http://d-nb.info/121424548X/34.
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27
Luchscheider, Vera [Verfasser], Kai [Gutachter] Willner, and Walter [Gutachter] Sextro. "Experimentelle und numerische Identifikation eines homogenisierten Materialmodells für Blechpakete elektrischer Maschinen / Vera Luchscheider ; Gutachter: Kai Willner, Walter Sextro." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2016. http://d-nb.info/1116712849/34.
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28
Rieger, Andreas [Verfasser]. "Zur Parameteridentifikation komplexer Materialmodelle auf der Basis realer und virtueller Testdaten / Institut für Mechanik (Bauwesen) der Universität Stuttgart. Vorgelegt von Andreas Rieger." Stuttgart : Inst. für Mechanik (Bauwesen), 2005. http://d-nb.info/974442496/34.
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29
Baloglu, Maximilian Volkan [Verfasser], Kai [Akademischer Betreuer] Willner, Kai [Gutachter] Willner, and Wolfgang [Gutachter] Seemann. "Identifikation eines Materialmodells geschichteter Blechpakete im Rahmen einer Zwei-Skalen-Modellierung / Maximilian Volkan Baloglu ; Gutachter: Kai Willner, Wolfgang Seemann ; Betreuer: Kai Willner." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2021. http://d-nb.info/1236403053/34.
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Droste, Alexander [Verfasser]. "Beschreibung und Anwendung eines elastisch-plastischen Materialmodells mit Schädigung für hochporöse Metallschäume / Institut für Mechanik (Bauwesen) der Universität Stuttgart, Lehrstuhl II. Vorgelegt von Alexander Droste." Stuttgart : Inst. für Mechanik, 2004. http://d-nb.info/971626618/34.
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Pröchtel, Patrick. "Anisotrope Schädigungsmodellierung von Beton mit Adaptiver Bruchenergetischer Regularisierung." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2008. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-ds-1224751435667-29771.
Full textAbstract:
Der Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Simulation von Betonstrukturen beliebiger Geometrie unter überwiegender Zugbelastung. Die Modellierung erfolgt auf Makroebene als Kontinuum und zur Lösung des mechanischen Feldproblems wird die Finite-Elemente-Methode verwendet. Ein neues Materialmodell für Beton und eine Erweiterung der Bruchenergetischen Regularisierung werden vorgestellt. Die Arbeit ist in zwei Teile gegliedert. Im ersten Teil wird ein lokales, anisotropes Schädigungsmodell abgeleitet, wobei als Schädigungsvariable ein symmetrischer Tensor zweiter Stufe gewählt wird. Die Verwendung einer Normalenregel im Raum der dissipativen Kräfte zur Bestimmung der Schädigungsevolution und die Definition der Schädigungsgrenzflächen im Raum der dissipativen Kräfte gewährleisten die Gültigkeit der Hauptsätze der Thermodynamik und des Prinzips der maximalen Dissipationsrate. Vorteilhaft ist die Symmetrie der Materialtangente, die sich aus diesem Vorgehen ergibt. Eine Formulierung mit drei entkoppelten Schädigungsgrenzflächen wird vorgeschlagen. Eine wichtige Forderung bei der Ableitung des Materialmodells war die Verwendung einer möglichst geringen Anzahl von Materialparametern, welche darüber hinaus aus wenigen Standardversuchen bestimmbar sein sollten. Das Schädigungsmodell enthält als Materialparameter den Elastizitätsmodul, die Querdehnzahl, die Zugfestigkeit und die auf eine Einheitsfläche bezogene Bruchenergie. Im zweiten Teil der Arbeit stehen Lokalisierung und Regularisierung im Fokus der Betrachtungen. Aufgrund der lokalen Formulierung des Materialmodells tritt bei Finite-Elemente Simulationen eine Netzabhängigkeit der Simulationsergebnisse auf. Um dieser Problematik zu begegnen und netzunabhängige Simulationen zu erreichen, werden Regularisierungstechniken angewendet. In dieser Arbeit wird die Bruchenergetische Regularisierung eingesetzt, die durch die Einführung einer äquivalenten Breite in ein lokal formuliertes Stoffgesetz gekennzeichnet ist. Die spezielle Wahl eines Wertes für die äquivalente Breite beruht auf der Forderung, dass in der Simulation die korrekte Bruchenergie je Einheitsfläche für den Bruchprozess verbraucht wird, d.h. die Energiedissipation der Realität entspricht. In vorliegender Arbeit wird die neue These aufgestellt, dass die Energiedissipation nur für den Fall korrekt abgebildet wird, wenn die im Stoffgesetz enthaltene äquivalente Breite in jedem Belastungsinkrement der Breite des Bereiches entspricht, in dem in der Simulation Energie dissipiert wird. In einer Simulation wird in den Bereichen Energie dissipiert, in denen die Schädigung im aktuellen Belastungsinkrement zunimmt. In vorliegender Arbeit werden die energiedissipierenden Bereiche daher als Pfad der Schädigungsrate bezeichnet. Um Erkenntnisse über die Entwicklung des Pfades der Schädigungsrate über den Belastungsverlauf zu erhalten, wurden umfangreiche Untersuchungen anhand von Simulationen eines beidseitig gekerbten Betonprobekörpers unter kombinierter Zug-Schubbeanspruchung durchgeführt, wobei die gewählten Werte für die äquivalente Breite variiert wurden. Es wurde stets eine Diskretisierung mit linearen Verschiebungselementen verwendet, wobei die Bereiche mit zu erwartender Schädigung feiner und regelmäßig mit Elementen quadratischer Geometrie diskretisiert wurden. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die Breite des Pfades der Schädigungsrate abhängig ist von der Schädigung am betrachteten Materialpunkt, dem von Schädigungsrichtung und Elementkante eingeschlossenen Winkel, der Elementgröße und den Materialparametern. Um die geforderte Übereinstimmung von äquivalenter Breite und der Breite des Pfades der Schädigungsrate zu erreichen, werden neue Ansätze für die äquivalente Breite vorgeschlagen, die die erwähnten Einflüsse berücksichtigen. Simulationen unter Verwendung der neuen Ansätze für die äquivalente Breite führen zu einer guten Übereinstimmung von äquivalenter Breite und der Breite des Pfades der Schädigungsrate in der Simulation. Die Ergebnisse der Simulationen, wie z.B. Last-Verformungsbeziehung und Rissverläufe, sind netzunabhängig und stimmen gut mit den experimentellen Beobachtungen überein. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird eine Erweiterung der Bruchenergetischen Regularisierung vorgeschlagen: die Adaptive Bruchenergetische Regularisierung. Im abschließenden Kapitel der Arbeit werden mit der vorgeschlagenen Theorie, dem neuen Schädigungsmodell und der Adaptiven Bruchenergetischen Regularisierung, noch zwei in der Literatur gut dokumentierte Versuche simuliert. Die Simulationsergebnisse entsprechen den experimentellen BeobachtungenThis doctoral thesis deals with the simulation of predominantly tensile loaded plain concrete structures. Concrete is modeled on the macro level and the Finite Element Method is applied to solve the resulting mechanical field problem. A new material model for concrete based on continuum damage mechanics and an extended regularization technique based on the fracture energy approach are presented. The thesis is subdivided into two parts. In the first part, a local, anisotropic damage model for concrete is derived. This model uses a symmetric second-order tensor as the damage variable, which enables the simulation of orthotropic degradation. The validity of the first and the second law of thermodynamics as well as the validity of the principle of maximum dissipation rate are required. Using a normal rule in the space of the dissipative forces, which are the thermodynamically conjugated variables to the damage variables, and the definition of the loading functions in the space of the dissipative forces guarantee their validity. The suggested formulation contains three decoupled loading functions. A further requirement in the derivation of the model was the minimization of the number of material parameters, which should be determined by a small number of standard experiments. The material parameters of the new damage model are the Young’s modulus, the Poisson’s ratio, the tensile strength and the fracture energy per unit area. The second part of the work focuses on localization and regularization. If a Finite Element simulation is performed using a local material model for concrete, the results of the Finite Element simulation are mesh-dependent. To attain mesh-independent simulations, a regularization technique must be applied. The fracture energy approach, which is characterized by introducing a characteristic length in a locally formulated material model, is used as regularization technique in this work. The choice of a value for the characteristic length is founded by the requirement, that the fracture energy per unit area, which is consumed for the fracture process in the simulation, must be the same as in experiment, i.e. the energy dissipation must be correct. In this dissertation, the new idea is suggested that the correct energy dissipation can be only attained if the characteristic length in the material model coincides in every loading increment with the width of the energy-dissipating zone in the simulation. The energy-dissipating zone in a simulation is formed by the integration points with increasing damage and obtains the name: damage rate path. Detailed investigations based on simulations of a double-edge notched specimen under mixed-mode loading are performed with varying characteristic lengths in order to obtain information concerning the evolution of the damage rate path during a simulation. All simulations were performed using displacement-based elements with four nodes. The range with expected damage was always finer and regularly discretized. The results of the simulations show that the width of the damage rate path depends on the damage at the specific material point, on the angle between damage direction and element edges, on the element size and on the material parameters. Based on these observations, new approaches for the characteristic length are suggested in order to attain the coincidence of the characteristic length with the width of the damage rate path. Simulations by using the new approaches yield a sufficient coincidence of the characteristic length with the width of the damage rate path. The simulations are mesh-independent and the results of the simulation, like load-displacement curves or crack paths, correspond to the experimental results. Based on all new information concerning the regularization technique, an extension of the fracture energy approach is suggested: the adaptive fracture energy approach. The validity and applicability of the suggested theory, the new anisotropic damage model and the adaptive fracture energy approach, are verified in the final chapter of the work with simulations of two additional experiments, which are well documented in the literature. The results of the simulations correspond to the observations in the experiments
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Reusch, Frederik [Verfasser], Dietmar [Gutachter] Klingbeil, Paul [Gutachter] Steinmann, and Bob [Gutachter] Svendsen. "Entwicklung und Anwendung eines nicht-lokalen Materialmodells zur Simulation duktiler Schädigung in metallischen Werkstoffen / Frederik Reusch ; Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ; Gutachter: Dietmar Klingbeil, Paul Steinmann, Bob Svendsen." Berlin : Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), 2003. http://d-nb.info/1122836651/34.
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Linse, Tobias [Verfasser], Michael [Akademischer Betreuer] Brüning, and Norbert [Akademischer Betreuer] Gebbeken. "Materialmodelle für Mörtel und Ziegel für die diskrete Modellierung von Mauerwerk unter dynamischen Einwirkungen / Tobias Linse. Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften. Gutachter: Norbert Gebbeken. Betreuer: Michael Brüning." Neubiberg : Universitätsbibliothek der Universität der Bundeswehr, 2012. http://d-nb.info/1029195358/34.
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Prohl, Raphael-Alexander [Verfasser], Gabriel [Akademischer Betreuer] Wittum, and Alfio [Akademischer Betreuer] Grillo. "Ein verallgemeinerter Plastizitätsalgorithmus zur numerischen Behandlung von elasto-plastischen Materialmodellen unter großen Deformationen : mit Anwendungen für metallische Werkstoffe und biologische Gewebe / Raphael-Alexander Prohl. Gutachter: Gabriel Wittum ; Alfio Grillo." Frankfurt am Main : Univ.-Bibliothek Frankfurt am Main, 2016. http://d-nb.info/1083226290/34.
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Nagl, Nico. "Komplexe Kontakt- und Materialmodellierung am Beispiel einer Dichtungssimulation." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-141636.
Full textAbstract:
In vielen industriellen Anwendungen sind Dichtungen im Einsatz. Vergleicht man den Preis mit dem eines Gesamtsystems, in denen Dichtungen verwendet werden, so sind Dichtungen verhältnismäßig günstig. Jedoch führt ein Versagen von Dichtungen meist zu schwerwiegenden Konsequenzen. Dichtungen sind komplexe Subsysteme und ihre Auslegung erfordert umfangreiche Kenntnisse im Bereich Materialmodellierung, Belastung und Versagenskriterien. Die heutige Simulationstechnologie ermöglicht einen parametrischen Workflow für die Berechnung des Verhaltens von Dichtungen mit den auftretenden Effekten wie nichtlinearem Materialverhalten, wechselnden Kontaktbedingungen und Flüssigkeitsunterwanderung bei Druck. Als ein führendes Simulationswerkzeug für diese physikalische Fragestellung wird ANSYS Mechanical für die Auslegung herangezogen. Desweiteren kann das Verständnis für das Produkt erhöht werden, was zu einer Verbesserung der Funktionalität und der Zuverlässigkeit führt. Versuchsdaten können als Spannungs-Dehnungskurven in ANSYS importiert werden, welche das Materialverhalten des hyperelastischen Werkstoffs mit traditionellen Materialmodellen wie Mooney Rivlin, Ogden and Yeoh oder einer neueren Formulierung, der Antwortfunktionsmethode, widerspiegeln. Robuste Kontakttechnologien beschleunigen die Simulation und Entwicklungszeit-Berechnungszeiten und gewährleisten ein genaues Verhalten des Simulationsmodells. Insbesondere bei Dichtungen ist die druckbeaufschlagte Fläche in 2D und 3D Anwendungen von Bedeutung. ANSYS berechnet diese automatisch in Abhängigkeit des aktuellen Kontaktzustandes. Diese benutzerfreundliche Unterstützung führt zu einer höheren Genauigkeit des Simulationsergebnisses, da ein manuelles Schätzen der Druckflächen entfällt. Mit einem parametrischen und durchgängigen Ansatz innerhalb von ANSYS Workbench, beginnend bei der CAD-Geometrie, über die Vernetzung, Material- und Randbedingungsdefinition und Lösung. können eine Reihe von Varianten in kurzer Zeit berechnet werden. Neben einem besseren Verständnis für das Produkt hilft dies dem Ingenieur Änderungen vorzunehmen, was zu exakten und aussagekräftigen Ergebnissen führt. Desweiteren kann der Einfluss von Unsicherheiten berücksichtigt werden, sodass der Berechnungsingenieur fernab von idealen Bedingungen robuste und zuverlässige Dichtungen entwickeln kann.
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Jakel, Roland. "Analysis of Hyperelastic Materials with Mechanica - Theory and Application Examples." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-201000705.
Full textAbstract:
Part 1: Theoretic background information - Review of Hooke’s law for linear elastic materials - The strain energy density of linear elastic materials - Hyperelastic material - Material laws for hyperelastic materials - About selecting the material model and performing tests - Implementation of hyperelastic material laws in Mechanica - Defining hyperelastic material parameters in Mechanica - Test set-ups and specimen shapes of the supported material tests - The uniaxial compression test - Stress and strain definitions in the Mechanica LDA analysis Part 2: Application examples - A test specimen subjected to uniaxial loading - A volumetric compression test - A planar test - Influence of the material law Appendix - PTC Simulation Services Introduction - Dictionary Technical English-GermanTeil 1: Theoretische Hintergrundinformation - Das Hookesche Gesetz für linear-elastische Werkstoffe - Die Dehnungsenergiedichte für linear-elastische Materialien - Hyperelastisches Material - Materialgesetze für Hyperelastizität - Auswählen des Materialgesetzes und Testdurchführung - Implementierung der hyperelastischen Materialgesetze in Mechanica - Definieren der hyperelastischen Materialparameter in Mechanica - Testaufbauten und Prüfkörper der unterstützten Materialtests - Der einachsige Druckversuch - Spannungs- und Dehnungsdefinition in der Mechanica-Analyse mit großen Verformungen Teil 2: Anwendungsbeispiele - Ein einachsig beanspruchter Prüfkörper - Ein volumetrischer Drucktest - Ein planarer Test - Einfluss des Materialgesetzes Anhang: - Kurzvorstellung der PTC Simulationsdienstleistungen - Wörterbuch technisches Englisch-Deutsch
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Xu, Jia Cheng. "Evaluation of Thoracic Injury Risk of Heavy Goods Vehicle Occupants during Steering Wheel Rim Impacts to Different Rib Levels." Thesis, KTH, Medicinteknik och hälsosystem, 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-266357.
Full textAbstract:
The interior of heavy goods vehicles (HGVs) differs from passenger cars. Both the steering wheel and the occupant are positioned differently in a HGV and increases the risk of steering wheel rim impacts. Such impact scenarios are relatively unexplored compared to passenger car safety studies that are more prevalent within the field of injury biomechanics. The idea with using human body models (HBMs) is to complement current crash test dummies with biomechanical data. Furthermore, the biofidelity of a crash dummy for loading similar to a steering wheel rimimpact is relatively unstudied and especially to different rib levels. Therefore, the aim with this thesis was to evaluate HGV occupant thoracic response between THUMS v4.0 and Hybrid III (H3) during steering wheel rim impacts with respect to different rib levels (level 1-2, 3-4, 6-7, 7-8, 9-10) with regards to ribs, aorta, liver, and spleen. To the author’s best knowledge, use of local injury risk functions for thoracic injuries is fairly rare compared to the predominant usage of global injury criteria that mainly predicts the most commonthoracic injury risk, i.e. rib fractures. Therefore, local injury criteria using experimental test datahave been developed for the ribs and the organs. The measured parameters were chest deflectionand steering wheel to thorax contact force on a global level, whilst 1st principal Green-Lagrangestrains was assessed for the rib and the organ injury risk. The material models for the liver and the spleen were remodelled using an Ogden material model based on experimental stress-strain data to account for hyperelasticity. Rate-dependency was included by iteration of viscoelastic parameters. The contact modelling of the organs was changed from a sliding contact to a tied contact to minimize unrealistic contact separations during impact. The results support previous findings that H3 needs additional instrumentation to accurately register chest deflection for rib levels beyond its current range, namely at ribs 1-2, 7-8, and 9-10. For THUMS, the chest deflection were within reasonable values for the applied velocities, but there were no definite injury risk. Fact is, the global injury criteria might overpredict the AIS3 injury risk (rib fractures) for rib level 1-2, 7-8, and 9-10. The rib strains could not be correlated with the measured chest deflections. This was explained by the unique localized loading characterized by pure steering wheel rim impact that mainly affected the sternum and the rib cartilage while minimizing rib deformation. The organ strains indicate some risk of rupture where the spleen deforms the most at rib levels 3-4 and 6-7, and the liver and the aorta at rib levels 6-7 and 7-8. This study provides a framework for complementing H3 with THUMS for HGV occupant safety with emphasis on the importance of using local injury criteria for functional injury prediction, i.e. prediction of injury risk using parameters directly related to rib fracture or organ rupture. Local injury criteria are thus a powerful safety assessment tool as it is independent on exterior loading such as airbag, steering wheel hub, or seat belt loading. It was noticed that global injury criteria with very localized impacts such as rim impacts have not been studied and will affect rib fracture risk differently than what has been studied using airbag or seat belt restraints. However, improvements are needed to accurately predict thoracic injury risk at a material level by finding more data for the local injury risk functions. Conclusively, it is clear that Hybrid III has insufficient instrumentation and is in need of upgrades to register chest deflections at multiple rib levels. Furthermore, the following are needed: better understanding of global injury criteria specific for HGV occupant safety evaluation, more data for age-dependent (ribs) and rate-dependent (organs) injury risk functions, a tiebreak contact with tangential sliding for better organ kinematics during impacts, and improving the biofidelity of the material models using data from tissue level experiments.Förarmiljön i lastbilar gentemot personbilar är annorlunda, i detta kontext med avseende på främst ratt- och förarposition som ökar risken för islag med rattkransen för lastbilsförare. Sådana islag är relativt outforskat jämfört med passiv säkerhet för personbilar inom skadebiomekaniken. Tanken bakom användning av humanmodeller är att komplettera nuvarande krockdockor med biomekanisk information. Dessutom är biofideliteten hos en krockdocka vid rattislag relativt okänt, speciellt vid olika revbensnivåer. Därför är målet med detta examensarbete att undersöka thoraxresponsen hos en lastbilsförare genom att använda THUMS v4.0 och Hybrid III (H3) under rattislag med avseende på revbensnivåer (nivå 1-2, 3-4, 6-7, 7-8, och 9-10) och revben, aorta, lever, och mjälte. Enligt författaren verkar användning av lokala riskfunktioner för thoraxskador relativt ostuderat jämfört med den övervägande användningen av globala riskfunktioner som huvudsakligen förutser den mest vanligt förekommande thoraxskadan, nämligen revbensfrakturer. Därför har lokala riskfunktioner skapats för revben och organ, baserat på experimentell data. Uppmätta parametrar var bröstinträngning och kontaktkraft mellan ratt och thorax på global nivå, medan första Green-Lagrange huvudtöjningen användes för att evaluera skaderisken för revben och organ. Materialmodeller för lever och mjälte ommodellerades baserat på experimentell spänning-töjningsdata med Ogdens materialmodell för att ta hänsyn till hyperelasticitet. Töjningshastighetsberoendet inkluderades genom att iterera fram viskoelastiska parametrar. Kontaktmodellering av organ gjordes genom att ändra från glidande kontakt till en låsande kontakt för att minimera orealistisk kontaktseparation under islagsfallen. Resultaten stödjer tidigare studier där H3 visat sig behöva ytterligare givare för att noggrannt kunna registrera bröstinträngning vid olika revbensnivåer bortom dess nuvarande räckvidd, nämligen vid revben 1-2, 7-8, och 9-10. Uppmätt bröstinträngning i THUMS var rimliga för hastighetsfallen men gav inte någon definitiv risk för skada. Faktum är att de globala riskfunktionerna kan överskatta AIS3 risken vid revben 1-2, 7-8, och 9-10. Revbenstöjningarna kunde inte korreleras med bröstinträngningarna. Detta kunde förklaras genom de unika lastfallen som karakteriseras av rena rattislag som främst påverkar sternum och revbensbrosk som i sin tur minimerar deformation av revben. Organtöjningarna indikerar på någon risk för ruptur där mjälten deformerar som mest vid revben 3-4 och 6-7, medan för både levern och aortan sker det vid revben 6-7 och 7-8. Denna studie presenterar ett sätt att komplettera H3 med THUMS inom passiv säkerhet för lastbilsförare med fokus på lokala riskfunktioner för funktionell skadeprediktering dvs. prediktering av skaderisken med hjälp av parametrar som är direkt relaterat till revbensfraktur eller organruptur. Lokala riskfunktioner utgör en kraftfull säkerhetsbedömning som är oberoende av externa lastfall som t.ex. airbag, rattcentrum, eller bälteslast. I denna studie noterades det att de globala riskkriterierna inte har undersökts med väldigt lokala islag som rattislagen utgör och kommer därför att påverka risken för revbensfraktur annorlunda gentemot vad som har studerat, t.ex. airbag eller bältelast. Däremot behövs det mer data för de lokala riskkriterierna för att kunna prediktera thoraxskaderisken med ökad noggrannhet. Avslutningsvis, det är tydligt att Hybrid III har otillräckligt med givare och behöver förbättras för att kunna registrera bröstinträngning vid flera revbensnivåer. Vidare behövs följande: bättre förståelse för globala riskfunktioner anpassat inom passiv säkerhet för lastbilsförare, mer data för åldersberoende (revben) och töjningshastighetsberoende (organ) riskfunktioner, en ”tiebreak” kontakt med tangientiell glidning för bättre organkinematik, och ökad biofidelitet av materialmodeller genom att använda data från vävnadsexperiment.
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Panhans, Sonja [Verfasser]. "Ein viskoplastisches Materialmodell mit nichtquadratischer Fließfunktion / von Sonja Panhans." 2006. http://d-nb.info/982556845/34.
Full text
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Oberste-Brandenburg, Claus [Verfasser]. "Ein Materialmodell zur Beschreibung der Austenit-Martensit-Phasentransformation unter Berücksichtigung der transformationsinduzierten Plastizität / Claus Oberste-Brandenburg." 1999. http://d-nb.info/959498877/34.
Full text
40
Wallmeier, Malte. "Vergleich von Strategien zur Simulation der Kompression in Blattebene bei der 3D Umformung von Karton." Master's thesis, 2012. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A26663.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit hat die Entwicklung eines Konzepts für das Materialmodell zur Simulation des Ziehprozesses mit Karton zum Ziel. Der Ziehprozess stellt bei seiner Simulation hohe Anforderungen an das verwendete Materialmodell. Mehrachsige Spannungszustände und die Einflüsse von Temperatur und Feuchtigkeit müssen berücksichtigt werden.
Dazu werden Materialverhalten, Materialmodelle und ihre mathematisch-physikalischen Grundlagen, Spannungssituation und Anforderungen des Ziehprozesses an ein Materialmodell analysiert.
Es wird ein Konzept dargelegt, in dem die Simulation des Ziehprozesses in drei Schritte unterteilt wird. Im ersten Teil werden Materialfeuchte und Temperatur mit einem zweidimensionalen Netzwerkmodell bestimmt. Im zweiten Schritt werden Materialparameter mit Hilfe eines dreidimensionalen Netzwerkmodells in Abhängigkeit von zuvor ermittelten Feuchte- und Temperaturwerten und mechanischer Belastung gewonnen. Diese Parameter werden im dritten Teil zur Simulation des Ziehprozesses mit einem makromechanischen Materialmodell genutzt.A concept for the development of a paperboard material model for the simulation of deepdrawing processes is presented in this thesis. Concerning its simulation, the deep drawing process of paperboard is demanding. Complex states of tension, humidity and changes of temperature during the process have to be considered. Thus properties of paperboard, material-models, their mathematical-physical background and tensions during the deep-drawing process are analyzed. A concept for the material-model, dividing the simulation in three steps, is proposed. In the first step, temperature and humidity are determined, using a two-dimensional lattice model. During the second step material parameters, depending on the state of tension are evaluated with a three-dimensional lattice model. The third step contains the simulation of the deep-drawing process with a three-dimensional continuum model.
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Schulze, Volker. "Anwendung eines kristallplastischen Materialmodells in der Umformsimulation /." 2006. http://diglib.uni-magdeburg.de/Dissertationen/2006/volschulze.htm.
Full text
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Freund, Michael. "Verallgemeinerung eindimensionaler Materialmodelle für die Finite-Elemente-Methode." Doctoral thesis, 2012. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A19887.
Full textAbstract:
Für die Simulation technischer Bauteile mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) werden tensorielle Stoffgesetze benötigt, die zu einem beliebigen dreidimensionalen Verzerrungszustand und gegebenenfalls der Belastungsvorgeschichte und -geschwindigkeit des Materials die zugehörige Spannungsantwort liefern. Die Entwicklung derart komplexer Materialmodelle verläuft oftmals über Zwischenstufen, die zunächst nur Vorhersagen für den einachsigen Zug-/Druckversuch erlauben. Zur automatischen Verallgemeinerung solcher eindimensionaler Materialbeschreibungen zu vollständig dreidimensionalen Stoffgesetzen für die Finite-Elemente-Methode wird im Rahmen dieser Arbeit das Konzept repräsentativer Raumrichtungen vorgeschlagen, welches auf der Integration einachsiger Spannungszustände über eine diskrete Anzahl gleichmäßig verteilter (repräsentativer) Raumrichtungen basiert.
Zur Untersuchung der grundlegenden Eigenschaften des Algorithmus wurden verschiedene inelastische tensorielle Beispielstoffgesetze herangezogen, deren eindimensionale Formulierung als Eingangsmodell für die repräsentativen Raumrichtungen dient. Hierbei zeigt sich, dass die wesentlichen Materialeigenschaften des jeweiligen uniaxialen Eingangsmodells bei der Verallgemeinerung vollständig erhalten bleiben. Weiterhin werden einige wichtige Effekte vom Konzept automatisch generiert, wie z. B. die anisotrope Entfestigung technischer Gummiwerkstoffe oder die formative Verfestigung metallischer Werkstoffe, was eine realitätsnahe Simulation dieser Materialklassen ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand erlaubt. Das Konzept wurde zusätzlich auf Stoffgesetze angewendet, die ausschließlich in Form einer eindimensionalen Materialbeschreibung vorliegen und somit konkrete Anwendungsfällle darstellen. Darüber hinaus wurden für einige ausgewählte Stoffgesetze in repräsentativen Raumrichtungen Vergleiche mit Ergebnissen aus experimentellen Versuchen vorgenommen, wobei sich stets eine gute Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation ergibt.
Das Konzept repräsentativer Raumrichtungen wurde in die zwei kommerziellen Finite-Elemente-Programme MSC.Marc und ABAQUS implementiert. Hiermit können Simulationen inhomogener Verzerrungs- und Spannungsverteilungen durchgeführt werden, obwohl das zugrunde liegende Stoffgesetz lediglich einachsige Spannungszustände beschreibt. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Methoden vorgestellt, mit deren Hilfe die Effizienz einer FEM-Simulation erheblich gesteigert werden kann. Dies betrifft zum einen die Generierung einer gleichmäßigen Verteilung von repräsentativen Raumrichtungen mit Hilfe eines numerischen Algorithmus zur Simulation sich abstoßender elektrischer Punktladungen auf der Kugeloberfläche. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die einzelnen Sätze von repräsentativen Raumrichungen in den Gaußpunkten eines finiten Elementes unterschiedlich zueinander auszurichten, was bei gleichbleibendem Rechenaufwand eine beträchtliche Erhöhung der Rechengenauigkeit erlaubt.The simulation of technical components using the finite element method (FEM) requires tensorial constitutive models which describe the complete relation between a given three-dimensional state of strain (in some cases also the loading history and strain rate) and the corresponding state of stress. The development of such complex material models often leads to an intermediate stage that enables the prediction of uniaxial tension and compression only. The automatic generalization of those one-dimensional material descriptions to complete three-dimensional constitutive models for the finite element method can be accomplished by using the concept of representative directions which is based on the integration of uniaxial stresses over a discrete number of uniformly distributed (representative) directions in space. In order to investigate the fundamental characteristics of the algorithm several inelastic tensorial constitutive models were used, whose one-dimensional formulation serves as the input model for the use within the representative directions. In this context it becomes evident that the essential material properties of the respective uniaxial input model are completely preserved during the process of generalization. Furthermore, some important effects are produced automatically by the concept such as the anisotropic stress softening of technical rubber materials or the distortional hardening of metallic materials, which enables a realistic simulation of those material classes without spending additional effort. The concept was also applied to material models that are available in form of a one-dimensional material description only, so that these can be regarded as concrete applications. In addition, some of the material models in representative directions were compared to experimental data, whereas a good agreement between measurement and simulation can be noticed. The concept of representative directions has been implemented into the commercial finite element programs MSC.Marc and ABAQUS. This enables simulations of inhomogeneous strain and stress distributions even though the underlying material model describes uniaxial loading processes only. In this context, several methods are introduced which can be applied to increase the efficiency of a finite element simulation to a great extent. On the one hand this affects the generation of a uniform distribution of representative directions using a numerical algorithm simulating the repulsion of electric charges on the surface of a sphere. On the other hand, it is possible to adjust the sets of representative directions at the integration points of a finite element differently, which leads to an increasing computational accuracy at constant computational effort.
43
Potthast, Bernd. "Zur dynamischen Rißausbreitung im drucksensiblen porösen elastoplastischen Festkörper bei Verwendung unterschiedlicher Materialmodelle /." 1998. http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&doc_number=015163780&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA.
Full text
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Lin, Feng [Verfasser]. "Materialmodelle und Querschnittsverhalten von Stahlbetonbauteilen unter extrem dynamischer Beanspruchung / von Feng Lin." 2004. http://d-nb.info/974136611/34.
Full text
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Reusch, Frederik [Verfasser]. "Entwicklung und Anwendung eines nicht-lokalen Materialmodells zur Simulation duktiler Schädigung in metallischen Werkstoffen / von Frederik Reusch." 2003. http://d-nb.info/967391148/34.
Full text
46
Strobel, Jens. "Untersuchung von Schwingungen an einem Stetigfördersystem mit Kunststoffgleitketten." 2017. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A21144.
Full textAbstract:
In Stetigfördersystemen mit Gleitketten treten Schwingungen auf, die zu Beeinträchtigungen des Materialflusses führen können. Dazu zählen u. a. Kippen oder Rutschen der Fördergüter oder die Schädigung der Förderkette durch schwellende Belastung. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse und Simulation der auftretenden Schwingungen, mit dem Ziel, ein Simulationsmodell zu entwickeln, welches die dynamischen Effekte in einer Kunststoff-Gleitkette abbilden kann.
Einführend werden Gleitkettenfördersysteme analysiert und die Anregungsursachen, die in dem System zu Schwingungen führen, betrachtet. Die Eigenfrequenz ist eine maßgebliche Größe des Schwingungsverhaltens. Deshalb werden mehrere Ansätze zur Berechnung der Eigenfrequenzen einer Gleitkette aufgestellt und deren Zweckmäßigkeit überprüft. Anschließend erfolgt die Erstellung eines Mehrkörper-Simulationsmodells, mit dem neben den Eigenfrequenzen auch die Amplitudenverläufe der Beschleunigung sowie der Kettenzugkraft berechnet werden können. Weiterhin wird aufgrund des viskoelastischen Materialverhaltens der Kunststoffkette ein geeignetes Materialmodell ermittelt und dessen Parameter über eine Optimierungsrechnung bestimmt. Nach der Validierung des Eigenfrequenz- und des Simulationsmodells an einer Versuchsförderanlage erfolgt eine Parameteranalyse, mit der die Auswirkungen der relevanten Einflussgrößen auf das dynamische Verhalten am Beispiel des Versuchsfördersystems eruiert werden. Abschließend werden Empfehlungen zur Reduzierung von Schwingungen in Gleitkettenfördersystemen gegeben.In continuous conveyor systems occur vibrations which can lead to impairments of material flow. These includes tilting or slipping of transported material as well as damage to the conveyor chain due to swelling stress. The present thesis is concerned with the analysis and simulation of occurring vibrations with the aim of developing a simulation model which can depict the dynamic effects in a plastic slide chain. Introductorily, conveyor systems with sliding chains are analyzed and causes of excitation are examined, which lead to vibrations in the system. The natural frequency is a significant variable of vibration behavior. Therefore, several approaches for calculating the natural frequencies of a sliding chain are compiled and their suitability is reviewed. A multi-body simulation model is built which can be used to calculate amplitude curves of acceleration and chain traction force besides the natural frequencies. Due to the viscoelastic material behavior of plastic chains, a suitable material model is defined and its parameters are determined via an optimization calculation. After validating the natural frequency and the simulation model at a test conveyor, a parameter analysis is carried out with which effects of relevant influencing variables on the dynamic behavior are determined. Finally, recommendations are given for reducing vibrations in sliding chain conveyor systems.