FE-Implementierung eines elasto-plastischen Werkstoffgesetzes
Theorie, Umsetzung und Verifikation am Beispiel der Versagenshypothese nach Hoek-Brown
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Die Methode der finiten Elemente ist heute die in der Baumechanik vorherrschende Berechnungsmethode. Gerade in der Geotechnik und vor allem im Tunnelbau treten komplexe Problemstellungen auf, die aufwendige nichtlineare Simulationen notwendig machen. Eine zentrale Bedeutung hat dabei die Auswahl eines geeigneten Werkstoffgesetzes. Ziel dieser Arbeit war es, das elasto-plastische Werkstoffgesetz basierend auf der Versagenshypothese nach Hoek-Brown in ein FE-Programm zu implementieren. Nach einer Darstellung der theoretischen Grundlagen wird das Projektionsverfahren für die Behandlung elasto-pl...
Die Methode der finiten Elemente ist heute die in der Baumechanik vorherrschende Berechnungsmethode. Gerade in der Geotechnik und vor allem im Tunnelbau treten komplexe Problemstellungen auf, die aufwendige nichtlineare Simulationen notwendig machen. Eine zentrale Bedeutung hat dabei die Auswahl eines geeigneten Werkstoffgesetzes. Ziel dieser Arbeit war es, das elasto-plastische Werkstoffgesetz basierend auf der Versagenshypothese nach Hoek-Brown in ein FE-Programm zu implementieren. Nach einer Darstellung der theoretischen Grundlagen wird das Projektionsverfahren für die Behandlung elasto-plastischen Materialverhaltens auf algorithmischer Ebene ausführlich dargestellt. Anschließend wird die Versagenshypothese nach Hoek-Brown vorgestellt und für die numerische Implementierung in einer zur Versagenshypothese nach Menétrey-Willam analogen Form aufbereitet. Die Korrektheit der Implementierung wird abschließend anhand von zwei Beispielen nachgewiesen. Das Buch richtet sich in erster Linie an Studierende in höheren Semestern und Doktoratsstudenten mit dem Schwerpunkt im Fachgebiet der technischen Mechanik sowie an in der Praxis tätige Berechnungsingenieure.
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