Lower-bound shakedown analysis of pavements by using the interior point method

• Einspieluntersuchungen von Pflasterungen unter Verwendung von Innere-Punkt Methode

Nguyen, An-Danh; Weichert, Dieter (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2008)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008

Kurzfassung

Pflasterungen wie Straßenbelege oder Rollbahnen versagen im allgemeinen nicht plötzlich sondern durch allmähliche Degradation im Laufe der Belastungsgeschichte. In dieser Arbeit wird eine Methode auf der Grundlage des Melan’schen Einspieltheorems entwickelt, mit der die Grenzlasten für Pflasterungen unter zyklischem Rollkontakt bestimmt werden kann. Die Arbeit gliedert sich in drei Hauptteile. Zuerst eine Methode zur Einspielanalyse für wiederholten Linienkontakt mit Gleitreibung sowie wiederholten stationären Linien- und Punktkontakt eingeführt. Das Material wird als elastisch-plastisch ohne Geschwindigkeitsabhängigkeit angenommen. Als Fließbedingungen werden das gerundete Mohr-Coulomb-, das Tresca und das von Mises-Fließkriterium mit assoziierter Fließregel verwendet. Das vorgeschlagene numerische Verfahren basiert auf der Methode der finiten Elemente und das dazu gehörige Optimierungsproblem zur Bestimmung der Einspielfaktoren wird mit der Innenpunktmethode gelöst. Die Resultate werden mit den Ergebnissen vorhergehender Untersuchungen verglichen. Zum Zweiten wird ein erweitertes Melan’sches Theorem für Einspieluntersuchungen bei nichtassoziierten Fließregeln eingeführt, um das Verhalten granulierter Materialien besser modellieren zu können. Dies ist erforderlich, weil die innere Reibung und die Änderung der physikalischen Eigenschaften, definiert durch Dichte und Volumenänderung die zu einer Abweichung von der Normalitätsregel führen. Schließlich wird unter Benutzung eines einfachen Kappenmodells, Vorgeschlagen von Sandler (1976) [85] sowie von Bathe et al. (1980) [4], kombiniert mit dem gerundeten Mohr-Coulomb-Modell, die Beschränkung des hydrostatischen Druck in dreiachsigem Zustand in die Formulierung des Einspielproblems eingeführt.