Entwicklung einer numerisch gestützten Methodik zur betriebsfesten Vorauslegung von Fahrzeugkomponenten unter stochastischer und mehrachsiger Vibrationsbelastung:
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Aachen
Shaker Verlag
2015
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INHALTSVERZEICHNIS
I
INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1
2. GRUNDLAGEN * STOCHASTISCHE PROZESSE UND STRUKTURDYNAMIK 5
2.1. GRUNDBEGRIFFE DER WAHRSCHEINLICHKEITSTHEORIE 5
2.1.1. ZUFALLSEREIGNISSE UND ZUFALLSVARIABLEN 5
2.1.2. KENNWERTE VON ZUFALLSVARIABLEN 6
2.2. MULTIVARIATE STATISTIK 8
2.2.1. MULTIVARIATE ZUFALLSVARIABLEN 8
2.2.2. VERTEILUNGSFUNKTION UND DICHTE 8
2.2.3. UNABHAENGIGKEIT VON ZUFALLSVARIABLEN 9
2.2.4. KENNWERTE VON ZUFALLSVEKTOREN 9
2.2.5. DIE MULTIVARIATE NORMALVERTEILUNG 11
2.2.6. ABLEITUNGEN AUS NORMALVERTEILTEN ZUFALLSVARIABLEN 11
2.3. STOCHASTISCHE PROZESSE 12
2.3.1. DEFINITION 13
2.3.2. VERTEILUNG STOCHASTISCHER PROZESSE 13
2.3.3. KENNWERTE STOCHASTISCHER PROZESSE 14
2.3.4. EIGENSCHAFTEN STOCHASTISCHER PROZESSE 16
2.3.5. DER GAUSSPROZESS 17
2.4. STOCHASTISCHE PROZESSE IM FREQUENZBEREICH 18
2.4.1. DAS LEISTUNGSDICHTESPEKTRUM 18
2.4.2. BANDBREITE EINES PROZESSES 19
2.4.3. WEISSES GAUSSSCHES RAUSCHEN 20
2.4.4. KENNWERTE DES LEISTUNGSDICHTESPEKTRUMS 21
2.5. STRUKTURDYNAMIK IM FREQUENZBEREICH 23
2.5.1. ANTWORTVERHALTEN VON SYSTEMEN UNTER ALLGEMEINER BELASTUNG 23
2.5.2. NUMERISCHE BERECHNUNGSMETHODEN IN DER STRUKTURDYNAMIK 24
2.5.3. AMPLITUDENVERTEILUNG DER DYNAMISCHEN ANTWORT 27
3. LEBENSDAUERBEWERTUNG IM ZEIT- UND FREQUENZBEREICH 29
3.1. SCHWINGFESTIGKEITS- UND LEBENSDAUERBEWERTUNG IM ZEITBEREICH 29
3.1.1. GRUNDBEGRIFFE DER BETRIEBSFESTIGKEIT 29
3.1.2. KONZEPT ZUR BETRIEBSFESTEN BEMESSUNG 31
3.1.3. SCHADENSAKKUMULATION UND LEBENSDAUERBEWERTUNG 33
3.1.4. MEHRACHSIGKEITSKRITERIUM 34
3.2. LEBENSDAUERBEWERTUNG IM FREQUENZBEREICH 38
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II
INHALTSVERZEICHNIS
3.2.1. SCHADENSAKKUMULATION BEI STOCHASTISCHEN PROZESSEN 39
3.2.2. AMPLITUDENVERTEILUNG SCHMALBANDIGER PROZESSE 41
3.2.3. AMPLITUDENVERTEILUNG BREITBANDIGER PROZESSE 41
3.2.4. GRENZEN DER SPEKTRALEN BETRIEBSFESTIGKEITSANALYSE 43
3.2.5. SPEKTRALE LEBENSDAUERBEWERTUNG MEHRACHSIGER BEANSPRUCHUNGEN . .
44
4. DEMONSTRATOR - VERSUCHS- UND MODELLIERUNGSTECHNIK 49
4.1. WAHL DES DEMONSTRATORS 49
4.2. VERSUCHSTECHNIK BEI VIBRATIONSBELASTUNGEN 52
4.2.1. PRUEFSTAENDE UND MESSTECHNIK 52
4.2.2. QUASI-STATISCHE VALIDIERUNGSMESSUNG 55
4.2.3. EXPERIMENTELLE MODALATTALYSE 56
4.2.4. LEBENSDAUERVERSUCH UNTER EINSTUFIGER ANREGUNG 58
4.2.5. LEBENSDAUERVERSUCH UNTER STOCHASTISCHER ANREGUNG 59
4.3. MODELLIERUNGSTECHNIK 59
4.3.1. MECHANISCHE MODELLBILDUNG UND DISKRETISIERUNG 60
4.3.2. QUASI-STATISCHE ANALYSE 61
4.3.3. MODALANALYSE 62
4.3.4. HARMONISCHE ANALYSE 62
4.3.5. PSD-ANALYSE 63
4.3.6. DAEUIPFUNGSMODELLIERUNG UND FUEGESTELLENBETRACHTUNG 63
5. LEBENSDAUERKONZEPT UND ERGEBNISSE 67
5.1. KONZEPT DER LEBENSDAUERBEWERTUNG UND ABLAUFSCHEMA 67
5.2. VALIDIERUNG DES FINITE-ELEMENT-MODELLS UND BEGLEITENDE
UNTERSUCHUNGEN . 68
5.2.1. QUASI-STATISCHE VALIDIERUNG 68
5.2.2. MODALANALYSE 69
5.2.3. WAHL DES LASTPROFILS UND ANRISSKRITERIUM 73
*5.2.4. BRUCHANALYSE 74
5.2.5. UNTERSUCHUNG DER RUECKKOPPLUNGSEFFEKTE 75
5.3. BEANSPRUCHUNGSKOLLEKTIV 77
5.3.1. PSD-ANALYSE 77
5.3.2. AMPLITUDENVERTEILUNG 79
*5.3.3. VERIFIKATION DES BEANSPRUCHUNGSKOLLEKTIVES 80
5.4. WOEHLERVERSUCH 82
5.4.1. WEGWOEHLERLINIE 82
5.4.2. ERMITTLUNG DES UBERTRAGUNGSFAKTORS 82
5.4.3. LOKALE SPANNUNGSWOEHLERLINIE 83
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.5. LEBENSDAUERBERECHNIMG 83
5.5.1. GASSNERVERSUCH 83
5.5.2. SCHADENSAKKUMULATION 83
6. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 87
7. LITERATUR 91
SYMBOLVERZEICHNIS 97
EIGENE PUBLIKATIONEN 101
LEBENSLAUF 103 |
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