Browsing by Author "Vohrer, Achim"

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Experimentelle Analyse und Simulation der Verformung luftgefüllter textiler Hüllen
(2013) Vohrer, Achim; Planck, Heinrich (Prof. Dr.)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Verformung pneumatisch beanspruchter technischer Textilien. Deren experimentelle Analyse und die anschließende Simulation sind Voraussetzung für die Ermittlung von Zuschnitten aus dreidimensionalen Geometrien. Sie bilden einen Teil deren virtuellen Produktentwicklung für Konstruktionen mit technischen Textilien. Dieser Aufgabe widmeten sich im Rahmen eines von der deutschen Forschungsgesellschaft geförderten Forschungsprojekts „Experimentelle Analyse und numerische Modellierung der Deformation dehnfähiger Textilien und deren Wechselwirkung auf Tragkörper“, die Forschungsstellen Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) in Denkendorf, Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der Technischen Universität Dresden und der Lehrstuhl für Statik der Technischen Universität München. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung mit Innendruck beaufschlagter textiler Hüllen in Bezug auf ihre mechanischen Eigenschaften, die Auswertung der ermittelten experimentellen Daten, die Ausarbeitung der Kennwerte für mechanische Materialmodelle und deren Umsetzung und Optimierung in der numerischen Simulation. Der erste Teil befasst sich mit experimentellen Versuchsaufbauten zum Spannungs-Dehnungsverhalten – sowohl uni- als auch biaxial – und deren mechanischen Grundlagen. Es folgt die Beschreibung und Durchführung von Analysen an mit Innendruck belasteten, zylindrischen Hüllen anhand von drei ausgewählten technischen Textilien. Die Ergebnisse sind in Form von Spannungs-Dehnungsanalysen dargestellt und quantifizieren deren Abhängigkeit von Richtung und Lastfall. Der zweite Teil beinhaltet die Bestimmung von Kennwerten für das orthotrope Materialmodell. Die Validierung der Analyse mit der Methode der Finiten Elemente erfolgt durch den Vergleich der Berechnungsergebnisse mit dem physikalischen Versuch. Als Beispiele dienen der Wölbversuch und der Schlauchversuch. Im dritten Teil wird die Konstruktion einer Biaxial-Zugprüfmaschine vorgestellt, die hauptsächlich für die Baubranche wichtige Prüfaufgaben erfüllen wird und über eine außerordentlich hohe Flexibilität verfügt. Die Arbeit endet mit den Schlussfolgerungen zu Versuchen und Berechnungen sowie einem Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten.