Optimale Auslegung von Bauteilkomponenten unter Berücksichtigung der Betriebsfestigkeit:
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Siegen
FOMAAS
2000
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INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS
DER
FORMELZEICHEN
UND
SYMBOLE
YYYYYYYYYYYYYY***YYYYYYYYYYYYYYYY*YY*YYYYYYYYYYYYYYYYYY*YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY
IV
1
EINLEITUNG.!
1.1
MOTIVATION
UND
PROBLEMSTELLUNG
.
1
1.2
LITERATURUEBERSICHT
.
3
1.2.1
BETRIEBSFESTIGKEITSRECHNUNG
.
3
1.2.2
MEHRKOERPERDYNAMIK
.
6
1.2.3
STRUKTURMECHANISCHE
ANALYSE
.
7
1.2.4
STRUKTUROPTIMIERUNG
.
8
1.3
ZIELE
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
10
2
BETRIEBSFESTIGKEITSKONZEPT.
_
12
2.1
ERMUEDUNG
METALLISCHER
WERKSTOFFE
.
14
2.2
WOEHLER-VERSUCHE
.
17
2.3
KONZEPT
ZUR
DURCHFUEHRUNG
DES
BETRIEBSFESTIGKEITSNACHWEISES
.
20
2.4
AUSWERTUNG
DER
BEANSPRUCHUNGS-ZEIT-FUNKTIONEN
.
24
2.4.1
VERFAHREN
ZUR
ERMITTLUNG
DER
KENNGROESSEN
.
24
2.4.1.1
EINPARAMETRISCHE
ZAEHL
VERFAHREN
.
25
2.4.1.2
ZWEIPARAMETRISCHE
ZAEHLVERFAHREN
.
27
2.4.2
EXTRAPOLATION
.
31
2.4.3
SCHADENSAKKUMULATION
.
33
2.4.3.1
MLNER-REGEL.
33
2.4.3.2
MODIFIKATION
DER
MLNER-REGEL
.
35
2.4.4
SCHAEDIGUNGSPARAMETER
NACH
SMITH-W
ATSON
-T
OPPER
.
36
2.5
DAUERFESTE
AUSLEGUNG
.
40
II
INHALTSVERZEICHNIS
3
STRUKTURANALYSEYYYY.YYYY.YY.YYYY.YY.YYYY.YYYYYYYY.YYYYYY.YY.YY.~.~.45
3.1
GRUNDLEGENDE
BETRACHTUNG
.
45
3.2
MKS-SIMULATION
.
49
3.2.1
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
.
50
3.2.2
ZUSTANDSGLEICHUNGEN
.
52
3.2.3
LOESEN
DER
ZUSTANDSGLEICHUNGEN
.
53
3.3
FE-ANALYSE
ZUR
SPANNUNGSERMITTLUNG
.
54
3.3.1
GRUNDLAGEN
DER
METHODE
DER
FINITEN
ELEMENTE
.
54
3.3.2
BERECHNUNG
DER
BEANSPRUCHUNGS-ZEIT-FUNKTION
.
60
3.4
BETRIEBSFESTIGKEITS-MODUL
.
64
3.4.1
ELEMENTFILTER
.
68
3.4.2
ERMITTLUNG
DER
BEANSPRUCHUNGS-ZEIT-FUNKTION
.
69
3.4.3
ERMITTLUNG
DER
SCHADENSUMME
.
70
4
OPTIMIERUNGSKONZEPT
.
_
.71
4.1
MATHEMATISCHE
DEFINITIONEN
.
71
4.2
LOESUNGSKONZEPT
FUER
STRUKTUROPTIMIERUNGSAUFGABEN
.
77
4.3
OPTIMIERUNGSPROZEDUR
SAPOP
.
84
4.3.1
AUFBAU
DER
OPTIMIERUNGSPROZEDUR
SAPOP
.
84
4.3.2
PROGRAMMBAUSTEINE
.
86
4.3.3
PARALLELISIERUNGSKONZEPT
.
91
4.3.4
VERKUERZTE
GRADIENTENBERECHNUNG
BEI
MEHRFACHEN
STRUKTURANALYSEN
.
95
4.3.5
LEISTUNGSBEWERTUNG
DER
PARALLELEN
BERECHNUNG
.
99
4.3.6
ERMITTLUNG
DES
PARALLELISIERUNGSGRADES
ANHAND
VON
TESTBEISPIELEN
.
102
4.3.7
INTEGRATION
DER
STRUKTURANALYSEMODULE
MITTELS
UFUNC-SCHNITTSTELLE.
113
4.3.7.1
VORAUSSETZUNGEN
FUER
DIE
INTEGRATION
BENUTZERDEFINIERTER
.
PROGRAMME
.
114
4.3.7.2
ERWEITERTE
UFUNC-SCHNITTSTELLE
.
114
4.3.7.3
MULTIKRITERIELLE
STRUKTURANALYSEN
.
115
4.3.8
KONZEPT
ZUR
ERFASSUNG
UND
INTEGRATION
VON
SCHAEDIGUNGSRESTRIKTIONEN
.
117
HL
5
ANWENDUNGSBEISPIELE.
121
5.1
OPTIMIERUNG
EINES
ZEHNSTABES
.
121
5.1.1
STATISCHE
BELASTUNG
.
122
5.1.2
DYNAMISCHE
BELASTUNG
.
123
5.1.3
OPTIMIERUNG
.
127
5.1.4
DISKUSSION
DER
OPTIMIERUNGSERGEBNISSE
.
129
5.1.5
DETAILS
DER
BETRIEBSFESTEN
OPTIMIERUNG
.
132
5.1.6
RESTRIKTIONSFORMULIERUNG
.
134
5.2
OPTIMIERUNG
EINES
DREHGESTELLRAHMENS
.
140
5.2.1
SYSTEMBESCHREIBUNG
.
140
5.2.2
DAUERFESTE
AUSLEGUNG
UND
OPTIMIERUNG
.
143
5.2.2.1
STRUKTURMODELL
.
144
5.2.2.2
LASTFAELLE
.
147
5.2.2.3
OPTIMIERUNGSMODELL
.
154
5.2.2.4
OPTIMIERUNGSERGEBNISSE
.
156
5.2.3
BETRIEBSFESTE
AUSLEGUNG
UND
OPTIMIERUNG
.
163
5.2.3.1
MKS-SIMULATION
.
163
5.2.3.2
FE-ANALYSE
.
170
5.2.3.3
BERECHNUNG
DER
SCHADENSUMME
.
172
5.2.3.4
DETAILS
DES
OPTIMIERUNGSKONZEPTES
.
175
5.2.3.5
OPTIMIERUNGSMODELL
.
178
5.2.3.6
OPTIMIERUNGSERGEBNISSE
.
179
5.2.4
VERGLEICH
BEIDER
AUSLEGUNGSKONZEPTE
.
187
5.2.5
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DIE
LEBENSDAUERABSCHAETZUNG
.
189
5.3
BEWERTUNG
UND
HINWEISE
ZU
DEN
OPTIMIERUNGSALGORITHMEN
.
193
6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
196
7
LITERATUR
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