Anwendung direkter Methoden zur industriellen Berechnung von Grenzlasten mechanischer Komponenten

  • Application of direct methods to engineering structures for the determination of the load carrying capacity of mechanical components

Mouhtamid, Said; Weichert, Dieter (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2007, 2008)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007

Kurzfassung

Die direkte Traglast- und Einspielanalyse ist eine anerkannte Methode die Sicherheit einer Struktur zu bewerten. Bisher konnten nur vereinfachte Strukturen mit Hilfe der direkten Grenz-lastanalyse und der FEM untersucht werden. Deshalb wurde in dieser Arbeit die Entwicklung einer Implementation der Traglast- und Einspielanalyse in ein allgemeines FEM- Programm (ANSYS) und einen Optimierungsalgorithmus IPDCA, der auf dem Inneren-Punkte-Verfahren beruht, für dreidimensionale Strukturen durchgeführt. Damit kann eine genauere Festigkeitsbe-rechnung gegenüber der Auslegung nach Regelwerk erfolgen. Die neue Implementation der Allgemeinen Traglast- und Einspielanalyse in ANSYS wurde mit Hilfe aus Literatur Lösungen verglichen. Dazu wurden zahlreiche FEM-Modelle erstellt. Die mit der direkten Grenzlastana-lyse berechneten Ergebnisse stimmen sehr gut mit den bekanten Lösungen überein. Das neue entwickelte Optimierungsprogramm IPDCA zur Berechnung der Zuverlässigkeit einer Kompo-nente, wurde auf verschiedene Beispiele mit großer Dimension angewendet, wobei sich IPDCA als leistungsstärkstes von allen Algorithmen erwies. Insbesondere hat IPDCA seine Überlegen-heit über die LANCELOT Software, die auf der Methode der LAGRANGE’SCHEN Multiplikatoren beruht, gezeigt, indem ein Problem, für dessen Lösung LANCELOT ungefähr eine Woche benötigte, innerhalb von 30 Minuten gelöst wurde.

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