Zur Entwicklung objektorientierter Finite-Element-Programme:
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Stuttgart
Inst. für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen
1998
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21 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
ZIEL
DER
ARBEIT
1
1.1
DARSTELLUNG
DER
PROBLEMATIK
.
1
1.2
LOESUNGSANSATZ
.
2
1.3
ZIELSETZUNG
.
3
1.4
FORSCHUNGSARBEITEN
MIT
VERGLEICHBARER
ZIELSETZUNG
.
3
2
DIE
METHODE
DER
FINITEN
ELEMENTE
5
2.1
KONTINUUMSMECHANIK
.
5
2.1.1
KONFIGURATION
UND
DEFORMATION
.
5
2.1.2
DAS
VERSCHIEBUNGSFELD
.
6
2.1.3
DEFORMATIONSGRADIENT
.
7
2.1.4
VERZERRUNGSTENSOREN
.
8
2.1.5
SPANNUNGSTENSOREN
.
8
2.1.6
MATERIALTENSOREN
.
9
2.2
DIE
METHODE
DER
FINITEN
ELEMENTE
.
9
2.2.1
STARKE
FORM
DES
ELASTIZITAETSPROBLEMS
.
9
2.2.2
SCHWACHE
FORM
DES
ELASTIZITAETSPROBLEMS
.
10
2.2.3
ANSATZ
IM
NICHTLINEAREN
FALL
.
11
2.2.4
DISKRETISIERUNG
.
13
2.3
INDEXFREIE
FORMULIERUNG
.
15
2.3.1
ABLEITUNG
DES
VERSCHIEBUNGSFELDES
.
16
2.3.2
VERZERRUNGSTENSOR
.
16
2.3.3
VARIATION
DES
VERZERRUNGSTENSORS
.
17
2.3.4
TANGENTIALE
STEIFIGKEIT
.
18
2.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
WESENTLICHE
GESICHTSPUNKTE
.
20
VI
INHALTSVERZEICHNIS
3
OBJEKTORIENTIERTE
SOFTWARE-ENTWICKLUNG
21
3.1
HINTERGRUND
OBJEKTORIENTIERTER
VERFAHREN
.
22
3.1.1
SOFTWARE-ENTWURF
.
22
3.1.2
PROGRAMMIERSPRACHEN
.
23
3.2
DAS
OBJEKTMODELL
NACH
BOOCH
.
24
3.2.1
DER
BEGRIFF
DES
OBJEKTS
.
24
3.2.2
NOTWENDIGE
KONZEPTE
.
26
3.2.3
OPTIONALE
KONZEPTE
.
28
3.2.4
PARAMETRISIERTE
TYPEN
.
31
3.2.5
ZUSAMMENFASSUNG
DES
OBJEKTMODELLS
.
32
3.3
METHODIK
.
33
3.3.1
ANALYSE
.
33
3.3.2
ENTWURF
.
34
3.3.3
IMPLEMENTIERUNG
.
36
3.3.4
WARTUNG
.
36
3.3.5
MAKROPROZESS
.
37
3.4
ANALYSE-UND
ENTWURFSMETHODEN
.
37
4
KLASSEN
UND
KLASSENBIBLIOTHEKEN
39
4.1
SOFTWARE-KLASSIFIZIERUNG
.
40
4.1.1
ANWENDUNGSPROGRAMME
.
40
4.1.2
KLASSENBIBLIOTHEKEN
.
40
4.1.3
RAHMENWERKE
.
41
4.2
ENTWURFSMUSTER
.
41
4.3 BEWERTUNG
DER
ENTWURFSKATEGORIEN
.
43
5
EIN
KONTINUUMSMECHANISCHES
GESAMTMODELL
45
5.1
GESAMTMODELL
.
45
5.2
KONTINUUMSMECHANISCHE
ABSTRAKTIONEN
.
47
5.3
FEM-ABSTRAKTIONEN
.
48
5.4
DETAILENTWURF
.
49
INHALTSVERZEICHNIS
VII
6
BEISPIEL
1:
INDEXFREIE
TENSOROPERATIONEN
51
6.1
ANFORDERUNGEN
AN
DIE
TENSORKLASSEN
.
51
6.2
IDENTIFIKATION
UND
ANALYSE
DER
ABSTRAKTIONEN
.
53
6.2.1
TENSOREN
.
53
6.2.2
BASISVEKTOREN
.
55
6.2.3
KOMPONENTEN
.
57
6.2.4
TENSORPRODUKT
.
57
6.2.5
KONTRAKTION
VON
TENSOREN
.
57
6.3
ENTWURF
DER
TENSORKLASSEN
.
59
6.3.1
SPEZIFIKATION
DES
TENSORTYPS
.
59
6.3.2
ABBILDUNG
DER
TYPSPEZIFIKATION
.
60
6.3.3
PARAMETRISIERUNGSARGUMENTE
.
61
6.3.4
KLASSENVARIABLEN
.
62
6.3.5
METHODEN
.
62
6.3.6
SPEZIALFALL:
BASISVEKTOREN
.
63
6.3.7
OPERATOREN
.
66
6.4
IMPLEMENTIERUNG
DER
TENSORKLASSEN
.
67
6.4.1
DEKLARATION
DER
PARAMETRISIERUNGSARGUMENTE
.
67
6.4.2
PARAMETRISIERUNG
DER
TENSORKLASSEN
.
67
6.4.3
KLASSENVARIABLEN
.
70
6.4.4
METHODEN
.
72
6.4.5
TENSOROPERATOREN
.
74
6.5
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
80
6.6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
VERBESSERUNGSMOEGLICHKEITEN
.
83
7
BEISPIEL
2:
EFFIZIENTE
ZWEI
UND
DREIDIMENSIONALE
NACHBARSCHAFTSSUCHE
87
7.1
PROBLEMBESCHREIBUNG
.
87
7.2
ANGESTREBTE
FUNKTIONALITAET
.
90
7.3
BESCHREIBUNG
DES
VERFAHRENS
.
91
7.3.1
AUFBAU
DER
DATENSTRUKTUR
.
92
7.3.2
SUCHALGORITHMUS
.
93
7.3.3
SUCHALGORITHMEN
.
106
7.3.4
EFFIZIENZ
.
106
7.4
ENTWURFSASPEKTE
.
111
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
7.4.1
GESAMTENTWURF
.
111
7.4.2
KLASSE
LOCATORTREE
.
112
7.4.3
KLASSE
LTNODE
.
114
7.5
BEISPIELE
.
114
7.5.1
LOCHSCHEIBE
.
115
7.5.2
DELAMINATIONS-PROBE
.
115
7.5.3
KUGELMANTEL
.
117
7.6
WERTUNG
DES
VERFAHRENS
.
119
8
AUSSAGEN
UND
ERGEBNISSE
121
A
DIE
STANDARD
TEMPLATE
LIBRARY
123
A.L
ENTWURFSZIELE
DER
STL
.
124
A.2
EIGENSCHAFTEN
DER
STL
.
124
A.3
ITERATOREN
.
125
A.4
CONTAINER
.
125
A.4.1
SEQUENTIELLE
CONTAINER
.
126
A.4.2
ASSOZIATIVE
CONTAINER
.
127
A.4.3
ADAPTER
.
129
A.5
STL-ALGORITHMEN
.
129
B
PROGRAMM-CODE
131
B.L
ALLGEMEINE
DEKLARATIONEN
ZUR
SPEZIFIKATION
DES
TENSORTYPS
.
131
B.2
TENSOR
1:
DEKLARATION
UND
INLINE
METHODEN
.
132
B.3
BASISVEKTOREN:
DEKLARATION
UND
INLINE
METHODEN
.
135
B.4
BEISPIELE
EINIGER
TENSOROPERATOREN
.
138
LEBENSLAUF
147 |
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