Brunk, GerdHornig, Jörg2015-11-202004-03-162004-03-162004-03-16urn:nbn:de:kobv:83-opus-8064https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1203http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-906Am Institut für Mechanik der TU Berlin werden seit vielen Jahren Verfahren für die Analyse des strukturmechanischen Verhaltens von Flächentragwerken entwickelt. Die numerische Simulation von Membranstrukturen, insbesondere von Segelkonstruktionen, war hierbei ein Schwerpunkt der Forschung. An diese Forschungen möchte die vorliegende Arbeit anknüpfen. Die numerische Simulation des Tragverhaltens einer Membran bei Berücksichtigung des Faltungsphänomens ist das Thema dieser Arbeit. Es werden Berechnungsmethoden vorgestellt, die in der Lage sind, geometrische Nichtlinearitäten, inelastische Effekte sowie thermische Einflüsse zu berücksichtigen. Als Ausgangspunkt dient hierbei die von Roddeman eingeführte Korrektur der Membrankinematik. In Kapitel 3 wird eine referenzbezogene Problemformulierung angegeben. Kapitel 4 behandelt die Membranfaltung im Falle einer linearen Spannungs--Dehnungs Beziehung. Analytische Betrachtungen werden durchgeführt. Die Analyse inelastischer Effekte und deren Auswirkungen auf das Tragverhalten einer gefalteten Membran ist Gegenstand des Kapitels 5. Auf Grundlage der multiplikativen Zerlegung des Deformationsgradienten wird eine Neuformulierung des Faltenkriteriums vorgenommen. Im Falle eines inelastischen Materialverhaltens wird besonderes Augenmerk auf die Ermittlung geeigneter Startwerte für den Faltenalgorithmus gelegt. Von der Faltungsanalyse inelastischer Membranen ausgehend wird der Algorithmus derart erweitert, daß eine Berücksichtigung von Temperaturdehnungen möglich ist. Die hier entwickelten Methoden werden in einem FE--Programm eingesetzt. In numerischen Strukturanalysen und im Experiment werden die Anwendbarkeit der vorgestellten Verfahren und die Grenzen der Faltentheorie gezeigt.de620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete TätigkeitenFaltungFinite ElementeInelastizitätMembrantheorieDoctoral Thesis