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On the analysis of structures subjected to hydrostatic pressure including large deformations

Zur Berechnung von hydrostatisch belasteten Systemen bei großen Verformungen

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Summary

This paper deals with the analysis of complex static problems subjected to deformation-dependent hydrostatic pressure and includes a nonlinear constitutive law for rubber-like material. A finite element solution for the axisymmetrical model being based on an extremum principle is presented. Special attention is given to nonuniform pressure. It will be shown that a global potential, for large displacements even for a linearly varying normal pressure can be established. The efficiency of this technique is illustrated by a significant example.

Übersicht

In diesem Aufsatz werden komplexe statische Probleme behandelt, die durch ein nichtlineares Werkstoffgesetz für gummiartige Materialien und eine verformungsabhängige hydrostatische Belastung gekennzeichnet sind. Die zur Behandlung dieser Systeme als Extremalprobleme nötigen Finite-Element-Formulierungen für rotationssymmetrische Modelle werden bereitgestellt. Besondere Aufmerksamkeit wird der veränderlichen Druckbelastung gewidmet. Es wird gezeigt, daß auch für linear veränderliche, normalentreue Lasten ein für große Verschiebungen gültiges Potential existiert. Die Vorteile der exakten Formulierung werden an einem typischen Beispiel deutlich.

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References

  1. Bock, M.: Ein Beitrag zur Berechnung des ebenen Verformungszustandes von Elastomerlagern mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente. Diss., Technische Universität Berlin 1976

  2. Bufler, H.: Pressure loaded structures under large deformations. Z. angew. Math. Mech 64 (1984) 287–295

    Google Scholar 

  3. Cescotto, S.; Fonder, G.: A finite element approach for large strains of nearly incompressible rubber-like materials. Int. J. Solids Struct. 15 (1979) 589–605

    Google Scholar 

  4. Endo, T.; Oden, J. T.; Becker, E. B.; Miller, T.: A numerical analysis of contact and limit-point behavior in a class of problems of finite elastic deformation. Comput. Struct. 18 (1984) 899–910

    Google Scholar 

  5. Jacobi, W.: Das geometrisch nichtlineare Kontaktproblem “elastischer Körper-starres Hindernis” bei verformungsabhängiger Belastung als restringiertes Minimalproblem. Mitt. Nr. 29 des Instituts für Statik, Universität Hannover 1983

  6. Kolms, A.: Zur Berechnung von nichtlinearen Kontaktproblemen. In: Gebbeken, N.; Zastrau, B. (Hrsg.) Festschrift H. Rothert, pp. 181–192. Mitt. Nr. 34-88 des Instituts für Statik, Universität Hannover 1988

  7. Kolms, A.; Rothert, H.: Zur Berechnung statischer Systeme bei verformungsabhängiger Belastung Z. angew. Math. Mech. 70, (1990) 683–685

    Google Scholar 

  8. Oden, J. T.: Finite elements of nonlinear continua. New York: McGraw-Hill 1972

    Google Scholar 

  9. Pflüger, A.: Stabilitätsprobleme der Elastostatik. (3. Aufl.) Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1975

    Google Scholar 

  10. Pierre, D. A.; Lowe, M. J.: Mathematical programming via augmented lagrangians. Reading, MA: Addison-Wesley 1975

    Google Scholar 

  11. Rivlin, R. S.: Large elastic deformations of isotropic materials, IV. Further developments of the general theory. Phil. Trans. Royal Soc. London, Ser. A 241 (1949) 379–397

    Google Scholar 

  12. Rothert, H.; Kolms, A.: Zur mathematischen Formulierung und numerischen Behandlung von nichtlinearen Randwertaufgaben in der Statik unter Einbeziehung von veränderlichen Randbedingungen und verformungsabhängigen Belastungen. Mitt. Nr. 35-89 des Instituts für Statik, Universität Hannover 1989

  13. Schweizerhof, K.: Nichtlineare Berechnung von Tragwerken unter verformungsabhängiger Belastung mit finiten Elementen. Diss., Universität Stuttgart 1982

  14. Schweizerhof, K.: Rechenmodelle für Druckbelastungen—Auswirkung auf Rechenverfahren und Ergebnisse—oder Zur Aussagekraft nichtkonservativer Probleme. In: Stein, E.; Bischoff, D. (Hrsg.): Geometrisch/physikalisch nichtlineare Probleme—Struktur und Algorithmen—Forschungs-und Seminarberichte aus dem Bereich der Mechanik der Universität Hannover, Bericht Nr. S 85/3, Universität Hannover 1985

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Rothert, H., Kolms, A. On the analysis of structures subjected to hydrostatic pressure including large deformations. Arch. Appl. Mech. 61, 57–64 (1991). https://doi.org/10.1007/BF00788138

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