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 <Werkstoff>
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
A1  - Reinders, H.
A1  - Schubert, F.
T1  - Einspielen und Ratchetting bei Zug- und Torsionsbelastung: Analyse und Experimente
T1  - Shakedown and ratchetting under tension-torsion loadings: analysis and experiments
N2  - Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der klassischen Plastizitätstheorie, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschränkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle für Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Eine FEM-basierte Traglast- und Einspielanalyse für ideal plastisches Material wurde auf ein kinematisch verfestigendes Materialgesetz erweitert und in das Finite Element Programm PERMAS implementiert. In einem einfachen Zug-Torsionsexperiment wurde eine Hohlprobe mit konstanter Torsion und zyklischer Zugbelastung beansprucht, um die neue Implementierung zu verifizieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Einspielanalyse gut mit den experimentellen Ergebnissen übereinstimmt. Bei Verfestigung lassen sich wesentlich größere Sicherheiten nachweisen. Dieses Potential bedarf weiterer experimenteller Absicherung. Parallel dazu ist die Eisnpieltheorie auf fortschrittliche Verfestigungsansätze zu erweitern.
KW  - Zug-Druck-Beanspruchung
KW  - Einspielen <Werkstoff>
KW  - Ratcheting
KW  - Torsion
KW  - Zug-Druck-Belastung
KW  - Torsionsbelastung
KW  - shakedown
KW  - ratchetting
KW  - tension–torsion loading
Y1  - 2001
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 <Werkstoff>
KW  - Nichtlineare Optimierung
KW  - Shakedown
KW  - Shakedown
KW  - limit load
KW  - lower bound theorem
KW  - nonlinear optimization
KW  - reliability
Y1  - 2000
ER  -