Diplomarbeit - Verifikation

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Abstract

Motivation

- Verifikation

Verifikation der FE-Modelle

4. Elementierungsvergleich

Um die Vernetzungsparameter zu verifizieren und eine Aussage über die optimale Netzgöße geben zu können, sind Vergleichsrechnungen unter Berücksichtigung verschiedener Netzgrößen durchgeführt worden. Grundsätzlich ist die Elementierung an den Übergangsbereichen zwischen Grout-Pile und Grout-Transition Piece halbiert. Diese Festlegung wurde bereits während der Modellerstellung berücksichtigt, denn aus Erfahrung zeigte sich, dass die signifikanten Stellen in diesen Breichen liegen. Das Netzt ist in grob, mittel und fein eingeteilt worden. Für diese Netzgrößen wurden anschließend Berechnungen unter Einfluss eines Biegemomentes von MY= 10000 kNm geführt. In Tabelle ( 1 ) sind die Ergebnisse zusammengefasst. Es wurden exemplarisch die globalen Extremwerte der einzelnen Komponenten aufgeführt, um einen grundsätzlichen Überblick bezüglich des Strukturverhaltens darstellen zu können. Die zu den Kontaktelementen gehörenden Spannungen, Durchdringungen und Verschiebungen sind ebenfalls aufgeführt, da sich während der Ergebnisinterpretation einige Besonderheiten gezeigt haben. In einem weiteren Schritt sind signifikante Spannungen im Last-Zeitverlauf dargestellt worden, um die Ergebnisse aus einem weiteren Blickwinkel betrachten und anschaulich darstellen zu können. Die Last ist in vier 4 Lastschritten unter vier Momenteninkrementen ( 20%, 40%, 70%, 100% * Volllast ) aufgebracht worden, woraus man den Last-Zeitverlauf ableiten konnte.

5. Vergleichsrechnung mit einem FE-Modell der Leibniz Universität Hannover

Wie in der Einleitung bereits erwähnt, werden bei der Vergleichsrechnung zwei unabhängig voneinander entwickelte 3-D Modelle der „Grouted Connection“ verglichen. Die Abbildung 50 soll die signifikanten Punkte, an denen verschiedene Spannungen und Verschiebungen gegenübergestellt werden, veranschaulichen. Die Punkte befinden sich jeweils am Übergang zwischen Grout und Pile, das Transition Piece bleibt bei der Verifikation außer Betracht. Rechts auf der Abbildung ist die Biegedruck- und links die Biegezugseite dargestellt. Die Details 1 und 2 zeigen den Übergangsbereich zwischen Grout und Pile und das Detail 3 stellt den unteren Rand der Einspannung dar. Der Mittelpunkt der Balkenspinne bzw. der Achsenmittelpunkt des oberen Systemabschlusses ist mit der Nummer 4 gekennzeichnet.

Die Vergleichsrechnung basiert auf diesen Modellabmessungen, welche den Daten einer 2,5 MW Offshore-Windenergieanlage entsprechen. Als Besonderheit ist der Hochleistungsbeton zu erwähnen, der mit einem großen Kostenfaktor verbunden ist und weltweit nur von der Firma DENSIT A/S vertrieben wird. Leider fehlen hier einige Materialparameter, die unter anderem für die Versagenskriterien der nichtlinearen Materialgesetze ( Drucker - Prager ) von Nutzen gewesen wären. Zu diesen Parametern, wie der zweiaxialen Druck- und Zugfestigkeit, liegen leider keine Daten vor. Auf allgemeine Ansätze kann man in diesem Fall auch nicht zurückgreifen, da es sich um einen außergewöhnlichen Hochleistungsbeton ( Grout ) handelt. Schlussfolgern lässt sich das beispielsweise auch der dem Ansatz, dass die einaxiale Zugfestigkeit etwa der zehnte Teil der einaxiale Druckfestigkeit betragen soll, was beim Grout S5 definitiv nicht der Fall ist.

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