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Beton & Geomaterialien

Werkstoffgesetze für Beton und Geomaterialien (Gesteins- und Bodenarten) basieren in der Regel auf den prinzipiell gleichen mathematischen Plastizitätstheorien wie bei gängigen Metallen verwendet werden.

Dabei gibt es im Materialverhalten dennoch ein paar wesentliche Unterschiede:

  • Geomaterialien sind (relativ) hochkompressibel, d. h. Volumenänderungen infolge Druck verursachen bleibende (plastische) Verformungen.
  • Die Fliessgrenze von Geomaterialien ist abhängig vom volumetrischen Spannungszustand (Druck) - man spricht daher von Reibungsmaterialien.
  • Zugspannungen können im Vergleich zu Druckspannungen nur in sehr geringem Maß aufgenommen werden.

Diese grundsätzlichen Unterschiede im Materialverhalten führen dazu, dass Konstitutivmodelle für Geomaterialien wesentlich komplexere Strukturen aufweisen als für Standard-Metallplastizität.

Der Seminar beginnt mit den grundlegende Gemeinsamkeiten der metallisch-plastischen Materialmodellierung und führt schrittweise von dieser Basis aus zu den notwendigen Funktionen für die Modellierung von Beton und Geomaterialien . Die Materialmodelle in LS-DYNA sind ausreichend für die Modellierung der meisten Arten von Gesteinen, allen Betonarten, und vieler Bodenklassen. Der Kurs richtet sich an Anfänger im Bereich der Modellierung von Beton und Geomaterialien sowie auch an Interessenten, welche sich genauere Erklärungen der LS-DYNA Werkstoffmodelle für Beton und Geomaterialien wünschen.

Ein wesentlicher Teil des Seminars widmet sich dem Verständnis der unterschiedlichen experimentellen Versuche, welche zur Charakterisierung von Beton und Geomaterialien verwendet werden. Anders als die meisten Metalle, deren Festigkeit jeweils nur durch einen Wert mit einem einfachen uniaxialen Spannungstest bestimmt werden, benötigt die Charakterisierung von Beton und Geomaterialien eine Matrix an Versuchen. Das Wissen über die Durchführung dieser Versuche und die Interpretation der benötigten Daten ist essentiell um ein gutes Modell für Beton und Geomaterialien zu erhalten.

 

Bei den mathematischen Grundlagen der LS-DYNA-Materialmodelle für Beton und Geomaterialien liegt der Schwerpunkt auf die für die Anpassung des Materialmodells notwendigen Versuchsdaten. Es wird auf die Mechanik des Materialmodells besonders eingegangen, damit der Anwender auf einfache Weise die Ursache und Wirkung in diesen komplexen Materialmodellen unterscheiden kann. Übungen zur Anpassung des LS-DYNA-Materialmodells für Beton und Geomaterialien werden zur Veranschaulichung der Daten und des Materialmodells verwendet.

Inhalte

  • Einführung in die Grundlagen der Elasto-Plastizitätstheorie
  • Erweiterung dieser Theorie für Geomaterialien
  • Materialmodelle für Fels, Beton und Böden in LS-DYNA
  • Definition von Randbedingungen für bodenmechanische Problemstellungen
  • Labortests für Geomaterialien zur Charakterisierung der Materialeigenschaften und zur Parameteridentifikation der Stoffmodelle
  • Interpretation von Labortestergebnissen anhand von konkreten Beispielen
  • Übungsbeispiele zu bodenmechanischen Anwendungen mit LS-DYNA

Der Referent, Dr. Len Schwer von Schwer Engineering & Consulting Services (SE&CS), arbeitet seit über 25 Jahren an der Entwicklung von Materialmodellen für bodenmechanische Anwendungen. Das sogenannte "Smooth Cap Model" für Geomaterialien wurde von ihm in DYNA3D implementiert und wurde in die modifizierte Fassung in LS-DYNA eingebaut. Seit 1997 arbeitet er mit den Professoren Belytschko und Liu von der Northwestern University an der Anwendung von Netzfreien Methoden für die Modellierung von Beton.

Empfohlenes Vorwissen: Grundlagen von LS-DYNA.

Termine
Termine Dauer/Tage Anmeldung Trainer Sprache(n) Ort Gebühr
01.10.2020
2 Tage Anmeldung Len Schwer Englisch Stuttgart 1200 €

Tutoren

Len Schwer

Len Schwer

Dr.

Referent der Seminare:

  • Concrete and Geomaterial Modeling
  • Methods for Simulating Short Duration
  • Blast Modeling with LS-DYNA
  • Penetration Modeling with LS-DYNA
  • Explosives Modeling for Engineers