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Title
Implementierung der Hauptnormalspannungen und -verzerrungen in das Finite Elemente Programm CFS++ / von Michael Seifried
AuthorSeifried, Michael
CensorToth, Florian ; Kaltenbacher, Manfred
PublishedWien, 2017
Descriptioniv, 54 Blätter : Illustrationen
Institutional NoteTechnische Universität Wien, Diplomarbeit, 2017
Annotation
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Hauptnormalspannungen / Hauptnormalverzerrungen / Finite Elemente / CFS++
Keywords (EN)Principal stresses / Principal strains / Finite element method / CFS++
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-101454 Persistent Identifier (URN)
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Implementierung der Hauptnormalspannungen und -verzerrungen in das Finite Elemente Programm CFS++ [2.17 mb]
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Abstract (German)

In dieser Diplomarbeit wird die Implementierung der Hauptnormalspannungen und -verzerrungen in das Finite Elemente Programm Coupled Field Simulation (CFS++) beschrieben. Aufbauend auf einer kurzen Wiederholung des Spannungs- und Verzerrungsbegriffes wird im Kapitel 'Theorie' die Herleitung der Hauptnormalspannungen und -verzerrungen rekapituliert. Um eine Lösung des Problems in einem Computerprogramm zu ermöglichen, wird die numerische Lösung des Eigenwertproblems kurz diskutiert. Im Kapitel 'Implementierung'werden die notwendigen Programmteile, die zur Berechnung der Hauptnormalspannungen- und verzerrungen notwendig sind, erläutert. Die Implementierung wurde anhand mehrerer Beispiele ausgiebig getestet. Beginnend am einzelnen Element und weiterführend mit klassischen Problemen der Festigkeitslehre wurde die Plausibilität der Ergebnisse überprüft. Dabei wurden, soweit möglich, analytische Lösungen zur Spannungsberechnung herangezogen und diese mit den berechneten Hauptnormalspannungen verglichen. Abschließend wurde ein MEMS-Lautsprecher modelliert und dessen Hauptnormalspannungsverteilung diskutiert.

Abstract (English)

This thesis describes the implementation of principal stresses and strains in the Finite Element program Coupled Field Simulation (CFS++). Starting with a recapitulation of the physical quantities of stress and strain, the derivation of principal stress and strain is replicated. For a implementation into a computer program, the numerical solution of an eigenvalue problem is discussed. In the chapter "Implementierung" the necessary program parts for the calculation of principal stresses and strains in CFS++ are described. The implementation was tested on the basis of several examples. Starting with simple ones as the single element in 2D and 3D and a pipe under inner pressure, the results of the calculation in CFS++ could be validated. In a concluding test case, a MEMS loudspeaker was modeled and the stress state was discussed py means of principal stresses.

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