TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Limit and Shakedown Analysis with Uncertain Data JF - Stochastic optimization techniques : numerical methods and technical applications / Marti, K. [ed] Y1 - 2002 SN - 3-540-42889-5 SP - 241 EP - 254 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Probabilistic limit and shakedown problems JF - Numerical Methods for Limit and Shakedown Analysis. Deterministic and Probabilistic Approach. NIC Series Vol. 15 / Ed. by Staat, M; Heitzer, M. Y1 - 2003 SN - 3-00-010001-6 SP - 217 EP - 268 PB - John von Neumann Institute for Computing (NIC) CY - Jülich ER - TY - CHAP A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Basis reduction technique for limit and shakedown problems T2 - Numerical Methods for Limit and Shakedown Analysis. Deterministic and Probabilistic Approach. NIC Series Vol. 15 / Ed. by Staat, M.; Heitzer, M. Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0001-2018112115 SN - 3-00-010001-6 SP - 1 EP - 55 PB - John von Neumann Institute for Computing (NIC) CY - Jülich ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Structural Reliability Analysis of Elasto-Plastic Structures JF - Safety and reliability : proceedings of ESREL '99, the Tenth European Conference on Safety and Reliability, Munich-Garching, Germany, 13 - 17 September 1999 / Schuëller, G. I.; Kafka, P. [eds] Y1 - 1999 SN - 90-5809-109-0 SP - 513 EP - 518 PB - Balkema CY - Rotterdam ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Limit and Shakedown Analysis Using a General Purpose Finite Element Code JF - Proceedings of NAFEMS World Congress '97 on Design, Simulation & Optimisation : reliability & applicability of computational methods ; Stuttgart, Germany, 9 - 11 April 1997 Y1 - 1997 SN - 1-87437-620-4 SP - 522 EP - 533 PB - NAFEMS CY - Glasgow ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Direct FEM approach to design-by-analysis of pressurized components JF - Achema 2000 : Sonderausgabe / Linde. [Hrsg.: Linde AG. Red.: Volker R. Leski] Y1 - 2000 SP - 79 EP - 81 PB - Linde AG CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Traglastanalyse - ein strukturmechanisches Verfahren zur Beurteilung von gerissenen Bauteilen und Verbindungen JF - Festigkeits- und Bruchverhalten von Fügeverbindungen : 32. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge ; 22. und 23. Februar 2000 in Berlin / Richard, H. A. [Hrsg] Y1 - 2000 N1 - DVM-Bericht 232 SP - 183 EP - 192 PB - Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - FEM-computation of load carrying capacity of highly loaded passive components by direct methods. Heitzer, M. ; Staat, M. JF - Nuclear Engineering and Design. 193 (1999), H. 3 Y1 - 1999 SN - 0029-5493 SP - 349 EP - 358 ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. T1 - Reliability Analysis of Elasto-Plastic Structures under Variable Loads JF - Inelastic analysis of structures under variable loads : theory and engineering applications / Maier, G.; Weichert, D. [ed] Y1 - 2000 SN - 0-7923-6645-X SP - 269 EP - 288 PB - Kluwer Academic Publ. CY - Dordrecht ER - TY - CHAP A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. A1 - Hicken, E. F. T1 - LISA, ein europäisches Projekt zur direkten Berechnung der Tragfähigkeit duktiler Strukturen N2 - Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizität, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschränkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle für Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik führt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verzögert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend geändert. Die Autoren möchten der Europäischen Kommission an dieser Stelle für die Förderung ausdrücklich danken. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragfähigkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegenüber elastischen Analysen wesentlich zu erhöhen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen Überblick über mögliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abhängig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden können. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle benötigt. Das Vorgehen ist änhlich der Stabilitätsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA geplante Zuverlässigkeitsanalyse ist erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv möglich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchführbar. KW - Finite-Elemente-Methode KW - Traglastanalyse KW - Einspielanalyse KW - limit analysis KW - shakedown analysis Y1 - 1998 ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. A1 - Hicken, E.F. T1 - LISA, ein europäisches Projekt zur direkten Berechnung der Tragfähigkeit duktiler Strukturen. Y1 - 1998 N1 - PERMAS–Benutzertagung, 8.–9.10.1998, Stuttgart (1998) ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. A1 - Lang, H. A1 - Wirtz, K. T1 - Direct Finite Element Route for Design-by-Analysis of Pressure Components JF - International Journal of Pressure Vessels and Piping. 82 (2005), H. 1 Y1 - 2005 SN - 0308-0161 SP - 61 EP - 67 ER - TY - JOUR A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. A1 - Reiners, H. A1 - Schubert, F. T1 - Shakedown and ratchetting under tension–torsion loadings: analysis and experiments JF - Nuclear Engineering and Design. 225 (2003), H. 1 Y1 - 2003 SN - 0029-5493 SP - 11 EP - 26 ER - TY - BOOK A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, M. A1 - Yan, Ai-Min A1 - Khoi, Vu Duc A1 - Nguyen, Dang Hung A1 - Valdoire, F. A1 - Lahousse, A. T1 - Limit Analysis of Defects Y1 - 2000 SN - 0944-2952 N1 - Bericht des Forschungszentrums, Jül-3746, Jülich (2000) PB - Forschungszentrum Jülich CY - Jülich ER - TY - CHAP A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, Michael T1 - Direkte FEM-Berechnung der Tragfähigkeit hochbeanspruchter passiver Komponenten T1 - Direct FEM-computation of load carrying capacity of highly loaded passive components N2 - Genaue Kenntnis der Spannungen und Verformungen in passiven Komponenten gewinnt man mit detailierten inelastischen FEM Analysen. Die lokale Beanspruchung läßt sich aber nicht direkt mit einer Beanspruchbarkeit im strukturmechanischen Sinne vergleichen. Konzentriert man sich auf die Frage nach der Tragfähigkeit, dann vereinfacht sich die Analyse. Im Rahmen der Plastizitätstheorie berechnen Traglast- und Einspielanalyse die tragbaren Lasten direkt und exakt. In diesem Beitrag wird eine Implementierung der Traglast- und Einspielsätze in ein allgemeines FEM Programm vorgestellt, mit der die Tragfähigkeit passiver Komponenten direkt berechnet wird. Die benutzten Konzepte werden in Bezug auf die übliche Strukturanalyse erläutert. Beispiele mit lokal hoher Beanspruchung verdeutlichen die Anwendung der FEM basierten Traglast- und Einspielanalysen. Die berechneten Interaktionsdiagramme geben einen guten Überblick über die möglichen Betriebsbereiche passiver Komponenten. Die Traglastanalyse bietet auch einen strukturmechanischen Zugang zur Kollapslast rißbehafteter Komponenten aus hochzähem Material. KW - Finite-Elemente-Methode KW - Tragfähigkeit KW - FEM-Programm KW - FEM-computation KW - load carrying capacity Y1 - 1997 ER - TY - CHAP A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, Michael ED - Staat, Manfred ED - Heitzer, Michael T1 - Probabilistic limit and shakedown problems T2 - Numerical methods for limit and shakedown analysis. Deterministic and probabilistic problems Y1 - 2003 SN - 3-00-010001-6 N1 - NIC Series VL - 15 SP - 217 EP - 268 PB - John von Neumann Institute for Computing (NIC) CY - Jülich ER - TY - CHAP A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, Michael T1 - Limit and shakedown analysis for plastic design N2 - Limit and shakedown theorems are exact theories of classical plasticity for the direct computation of safety factors or of the load carrying capacity under constant and varying loads. Simple versions of limit and shakedown analysis are the basis of all design codes for pressure vessels and pipings. Using Finite Element Methods more realistic modeling can be used for a more rational design. The methods can be extended to yield optimum plastic design. In this paper we present a first implementation in FE of limit and shakedown analyses for perfectly plastic material. Limit and shakedown analyses are done of a pipe–junction and a interaction diagram is calculated. The results are in good correspondence with the analytic solution we give in the appendix. KW - Einspielen KW - Traglast KW - Finite-Elemente-Methode KW - Traglastanalyse KW - Einspielanalyse KW - FEM KW - limit analysis KW - shakedown analysis Y1 - 1997 ER - TY - CHAP A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, Michael T1 - Direct static FEM approach to limit and shakedown analysis N2 - Safety and reliability of structures may be assessed indirectly by stress distributions. Limit and shakedown theorems are simplified but exact methods of plasticity that provide safety factors directly in the loading space. These theorems may be used for a direct definition of the limit state function for failure by plastic collapse or by inadaptation. In a FEM formulation the limit state function is obtained from a nonlinear optimization problem. This direct approach reduces considerably the necessary knowledge of uncertain technological input data, the computing time, and the numerical error. Moreover, the direct way leads to highly effective and precise reliability analyses. The theorems are implemented into a general purpose FEM program in a way capable of large-scale analysis. KW - Einspielen KW - Nichtlineare Optimierung KW - Shakedown KW - Shakedown KW - limit load KW - lower bound theorem KW - nonlinear optimization KW - reliability Y1 - 2000 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 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 - BOOK A1 - Staat, Manfred A1 - Heitzer, Michael T1 - Numerical methods for limit and shakedown analysis. Deterministic and probabilistic problems. Y1 - 2003 SN - 3-00-010001-6 N1 - NIC Series Vol. 15 / Ed. by Staat, M; Heitzer, M. PB - John von Neumann Institute for Computing (NIC) CY - Jülich ER -