Dynamische Belastung
Inhaltsverzeichnis
E – 6 Tragfähigkeit bei Anprall
Ausführlicher Titel: Anprall an Stahlbetonkonstruktionen – Versuchsauswertung und Ermittlung der Tragfähigkeit mit verschiedenen Methoden
In einer Vielzahl an Forschungsprojekten wurde am Institut für Massivbau die strukturelle Tragfähigkeit und Widerstandsfähigkeit von Stahlbetonkonstruktionen bei Anprallbeanspruchung untersucht. Diese Forschung zum außergewöhnlichen Lastfall Anprall dient dazu, die bekannten Berechnungsmethoden zu validieren und weiterzuentwickeln, da aufgrund des komplexen Material- und Strukturverhaltens in Kernthemen noch Forschungsfragen unbeantwortet sind.
Im Rahmen der Arbeit sind die im Fallturm der TU Dresden durchgeführten Anprallversuche auszuwerten und die Ergebnisse zu dokumentieren. Anschließend sollen die bewerteten Versuchsergebnisse mit allgemein bekannten ingenieurtechnischen Berechnungsmethoden überprüft und analysiert werden. Hierbei können sowohl vereinfachte statische als auch komplexe dynamische Berechnungsverfahren verwendet werden.
Die Aufgabenstellung wird in Abhängigkeit von den aktuellen Versuchsreihen und den Interessen der/des Studierenden konkretisiert.
Ansprechpartner:
Thomas Schubert M.Sc.
0351 463-36912
E – 5 Numerische Studie zu Dämpfungsschichten
Ausführlicher Titel: Numerische Untersuchung zur Variation der Dichte und Festigkeit einer Dämpfungsschicht und des Einflusses auf die Energieabsorption und Kraftreduktion
Im Fallturm der TU Dresden wurden Versuche mit unterschiedlichen Stahlbetonbauteilen durchgeführt. Dabei traf ein Stahlimpaktor mit Geschwindigkeiten bis zu 200 km/h auf ein Stahlbetonbauteil mit und ohne Verstärkung auf der Oberseite, das heißt der impaktzugewandten Seite. Diese Verstärkungsschichten bestehen aus einer Deckschicht, die die Last verteilen soll, und einer darunterliegenden Dämpfungsschicht, die einen Großteil der Energie des Aufpralls absorbieren soll und somit das darunterliegende Bauteil schützen soll. Die Materialeigenschaften der energieabsorbierenden Schicht sind das Untersuchungsziel dieser Arbeit. Es sollen sowohl die Dichte als auch die Festigkeit dieser Schicht variiert werden, um das Material mit den optimalen Materialeigenschaften zu finden. Das Optimierungsziel ist eine möglichst hohe Energieabsorption bei gleichzeitiger geringer Impaktkraft.
Die Untersuchungen sollen im expliziten Finite-Elemente-Programm LS-Dyna durchgeführt werden. Es werden Modelle des Altstahlbetonbauteils und des Impaktors zur Verfügung gestellt. Weiterhin wird ein Materialmodell für die Deckschicht zur Verfügung stehen. Das Ziel der Arbeit ist die Kalibrierung des Materialmodells der Dämpfungsschicht anhand der zur Verfügung stehenden Versuche und die anschließende Variation der Materialeigenschaften.
Details zur Aufgabenstellung werden während der Bearbeitungszeit präzisiert.
Ansprechpartnerin:
Dr.-Ing. Lena Leicht
0351 463-33311
E – 3 Numerische Studie zu Impaktor- und Wellenform
Ausführlicher Titel: Numerische Untersuchung zum Einfluss der Impaktorform auf die Wellenform im Split-Hopkinson-Bar-Experiment
Der Split-Hopkinson-Bar ist eine Versuchseinrichtung zur dynamischen Materialuntersuchung. Ein Projektil (Impaktor) wird über eine Gasdruckkanone beschleunigt und generiert eine Belastungswelle welche über einen langen Stab in den Probekörper eingetragen wird. Dabei bestimmen das Material und die Geometrie des Impaktors die Form und Länge der erzeugten Belastungswelle.
Im Rahmen der Arbeit sollen verschiedene Impaktorformen numerisch untersucht werden. Anhand von Parameterstudien sollen Zusammenhänge zwischen Impakorform und Wellenform abgeleitet werden. Empfohlen wird die FEM-Software ANSYS. Aussichtsreiche Impaktorgeometrien können gefertigt und im Experiment getestet werden.
Details zur Aufgabenstellung werden während der Bearbeitungszeit präzisiert.
Ansprechpartner:
Thomas Schubert M.Sc.
0351 463-36912
E – 1 Platten unter Impakt
Die Bemessung für Bauwerke erfolgt in der Regel durch das Aufstellen einer Statik. Wie der Name sagt, treten dabei primär statische Lasten auf. In besonderen Fällen können Lasten aber auch dynamisch auf Bauwerke einwirken. Die Vorhersage der Tragfähigkeit, Schwingantwort, sowie der ggf. auftretenden Schädigung sind dabei deutlich aufwändiger als im statischen Fall.
Der Aufprall einer Fallmasse auf Platten aus Stahlbeton und die Ableitung eines Bemessungsmodells stehen aktuell im Mittelpunkt eines Forschungsprojektes am Institut für Massivbau. Ziel Ihrer daran anknüpfenden Arbeit ist es, aktuell bereits existierende Modelle zu recherchieren, einem Vergleich zu unterziehen und gegebenenfalls an aktuellen Versuchsergebnissen zu verifizieren.
Die Aufgabenstellung wird in Abhängigkeit von den aktuellen Versuchsreihen und den Interessen der/des Studierenden konkretisiert.
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Nicholas Unger
0351 463-32005