Zur Berechnung von räumlichen Knotenstrukturen in dünnwandigen Rahmentragwerken:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 20]
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| adam_text | Titel: Zur Berechnung von räumlichen Knotenstrukturen in dünnwandigen Rahmentragwerken
Autor: Menking, Michael
Jahr: 1995
V Inhaltsverzeichnis Bezeichnungen VII Übersicht / Abstract XVI 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung 3 1.2 Derzeitiger Stand 6 1.3 Zielsetzung und Konzeption der Arbeit 8 2 Grundlegende Darstellung der Tragmechanismen 11 2.1 Einsatz und Grenzen der Balkentheorie 11 2.2 Potential der Schubfeldtheorie 20 3 Strukturmechanische Grundgleichungen für allgemeine Knotenelemente 25 3.1 Allgemeine Beschreibung 25 3.2 Zustandsgrößen im Knotenquerschnitt 27 3.3 Gleichgewichts-und Starrkörperbeziehungen 32 3.4 Bestimmung der Längskraft-und Schubflüsse im Schubfeldträger 34 3.5 Entwicklung der Nachgiebigkeitsmatrizen 42 3.5.1 Das Prinzip der virtuellen Arbeit 42 3.5.2 Die innere Formänderungsarbeit eines allgemeinen viereckigen Schubfelds 45 3.6 Allgemeiner Aufbau der Übertragungsmatrix 46 4 Entwicklung konkreter Knotenelemente eines allgemeinen Rahmentragwerks 49 4.1 Das räumliche Knotenelement mit dreieckiger Grundfläche 49 4.1.1 Geometrische Beschreibung des Knotenelements 50 4.1.2 Aufbau der Übertragungsmatrizen 52 4.2 Das räumliche Knotenelement mit allgemein viereckiger Grundfläche 53 4.2.1 Geometrische Beschreibung des Knotenelementes 54 4.2.2 Aufbau der Übertragungsmatrix 55 4.3 Die Entwicklung äquivalenter Steifigkeiten 56 4.3.1 Bestimmung intermediärer Steifigkeiten 56. 4.3.2 Äquivalente Steifigkeiten der Knotenelemente 59 4.4 Schnittlasten im allgemeinen Rahmentragwerk 65 4.5 Querschnittsdeformationen höherer Ordnung 74
VI Inhaltsverzeichnis 5 Analyse einfacher Rahmentragwerke 79 5.1 Berechnung einfacher Rahmentragwerke unterschiedlicher Knotenkonfiguration 79 5.1.1 Analyse eines L-fÖrmigen Rahmentragwerks 81 5.1.2 Analyse eines T-förmigen Rahmentragwerks 100 5.1.3 Konstruktive Gestaltung von Querschnittsversteifungen 117 5.2 Tragmechanismen in Pfeilflügeln 120 5.3 Ausblick auf Anwendungen im Maschinenbau 123 6 Das Hybridverfahren zur Berechnung komplexer Rahmentragwerke 129 6.1 Konzeptionierung des Hybridverfahrens 129 6.2 Die Beschreibung komplexer Knotenstrukturen 130 6.3 Kondensation der Übertragungsmatrix 132 6.4 Entwicklung und Implementierung der kondensierten Steifigkeitsmatrix 137 7 Strukturmechanische Untersuchung komplexer Rahmentragwerke mit dem 142 Hybridverfahren 7.1 Das dynamische Verhalten eines Sonnenpaddel-Rahmensystems 144 7.2 Strukturmechanische Berechnung einer Hubschrauberzelle 151 8 Zusammenfassung und Ausblick 157 Anhänge: Al Experimentelle Untersuchung einfacher Rahmentragwerke 160 A2 Herleitung analytischer Gleichungen 168 A 2.1 Lage der Querschnittseckpunkte in den lokalen Querscbnittskoordinaten- sy stemen 168 A2.2 Entwicklung der Übertragungsmatrizen aus den Nachgiebigkeitsmatrizen 170 A2.2.1 Die Übertragungsmatrix des unverzweigten Knotenelements mit dreieckiger Grundfläche 170 A2.2.2 Die Übertragungsmatrix des verzweigten Knotenelements mit dreieckiger Grundfläche 171 A2.2.3 Die Übertragungsmatrix des verzweigten Knotenelements mit allgemein viereckiger Grundfläche 172 A2.3 Die kondensierte Übertragungsmatrix eines beliebigen Strukturknotens 174 A3 Modellierung einfacher Rahmentragwerke 180 Literatur 184
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