TY  - JOUR
A1  - Staat, Manfred
T1  - Shakedown and ratchetting under tension-torsion loadings: analysis and experiments
N2  - Structural design analyses are conducted with the aim of verifying the exclusion of ratchetting. To this end it is important to make a clear distinction between the shakedown range and the ratchetting range. The performed experiment comprised a hollow tension specimen which was subjected to alternating axial forces, superimposed with constant moments. First, a series of uniaxial tests has been carried out in order to calibrate a bounded kinematic hardening rule. The load parameters have been selected on the basis of previous shakedown analyses with the PERMAS code using a kinematic hardening material model. It is shown that this shakedown analysis gives reasonable agreement between the experimental and the numerical results. A linear and a nonlinear kinematic hardening model of two-surface plasticity are compared in material shakedown analysis.
KW  - Einspielen <Werkstoff>
KW  - Einspielen
KW  - Ratchetting
KW  - Zug-Druck Belastung
KW  - shakedown
KW  - ratchetting
KW  - tension–torsion loading
Y1  - 2003
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Staat, Manfred
A1  - Heitzer, Michael
T1  - The restricted influence of kinematic hardening on shakedown loads
N2  - Structural design analyses are conducted with the aim of verifying the exclusion of ratcheting. To this end it is important to make a clear distinction between the shakedown range and the ratcheting range. In cyclic plasticity more sophisticated hardening models have been suggested in order to model the strain evolution observed in ratcheting experiments. The hardening models used in shakedown analysis are comparatively simple. It is shown that shakedown analysis can make quite stable predictions of admissible load ranges despite the simplicity of the underlying hardening models. A linear and a nonlinear kinematic hardening model of two-surface plasticity are compared in material shakedown analysis. Both give identical or similar shakedown ranges. Structural shakedown analyses show that the loading may have a more pronounced effect than the hardening model.
KW  - Biomedizinische Technik
KW  - Einspielen <Werkstoff>
KW  - Shakedown
KW  - Ratcheting
KW  - Bruchmechanik
KW  - shakedown
KW  - material shakedown
KW  - linear kinematic hardening
KW  - nonlinear kinematic hardening
KW  - ratchetting
Y1  - 2002
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Lang, H.
A1  - Wirtz, K.
A1  - Heitzer, Michael
A1  - Staat, Manfred
A1  - Oettel, R.
T1  - Zyklische Einspielversuche zur Verifikation von Shakedown-Analysen mittels FEM
T1  - Cyclic plastic deformation test to verify FEM-based shakedown analysis
N2  - Im Rahmen von Ermüdungsanalysen ist nachzuweisen, daß die thermisch bedingten fortschreitenden Deformationen begrenzt bleiben. Hierzu ist die Abgrenzung des Shakedown-Bereiches (Einspielen) vom Ratchetting-Bereich (fortschreitende Deformation) von Interesse. Im Rahmen eines EU-geförderten Forschungsvorhabens wurden Experimente mit einem 4-Stab-Modell durchgeführt. Das Experiment bestand aus einem wassergekühlten inneren Rohr und drei isolierten und beheizbaren äußeren Probestäben. Das System wurde durch alternierende Axialkräfte, denen alternierende Temperaturen an den äußeren Stäben überlagert wurden, belastet. Die Versuchsparameter wurden teilweise nach vorausgegangenen Einspielanalysen gewählt. Während der Versuchsdurchführung wurden Temperaturen und Dehnungen zeitabhängig gemessen. Begleitend und nachfolgend zur Versuchsdurchführung wurden die Belastungen und die daraus resultierenden Beanspruchungen nachvollzogen. Bei dieser inkrementellen elasto-plastischen Analyse mit dem Programm ANSYS wurden unterschiedliche Werkstoffmodelle angesetzt. Die Ergebnisse dieser Simulationsberechnung dienen dazu, die Shakedown-Analysen mittels FE-Methode zu verifizieren.
KW  - Einspielen <Werkstoff>
KW  - Traglast
KW  - Finite-Elemente-Methode
KW  - Shakedown
KW  - shakedown analysis
KW  - plastic deformation
Y1  - 1999
ER  -