Kopplung starrer und flexibler Strukturbereiche unter Verwendung üblicher Finit‐Elemente‐Diskretisierungen

AbstractTreten in Strukturen Bereiche stark unterschiedlicher Steifigkeiten auf, ist es im Hinblick auf transiente Berechnungen sehr effizient und insbesondere für Überschlagsuntersuchungen sinnvoll, auch bei bereits vernetzten FE‐Strukturen Bereiche relativ hoher Steifigkeit durch Starrkörper zu ersetzen. Mit dieser Maßnahme wird eine schlechte Konditionierung des FE‐Gleichungssystems vermieden und der Berechnungsaufwand in Abhängigkeit vom Anteil der Starrkörper reduziert.Die Kopplung von starren und flexiblen Teilkörpern erfolgt über Zwangsbedingungen, die auch für geometrisch nicht‐lineare Probleme Gültigkeit haben. Damit können beliebige Teile der FE‐Struktur mit geringen Aufwand als starr modelliert werden und beliebige Randbedingungen definiert werden. Hierbei ist die Problematik großer Rotationen gesondert zu beachten. An einem Schalentragwerk unter statischer Beanspruchung wird exemplarisch die funktionsfähigkeit des Verfahrens diskutiert. Damit steht für die Modellierung ein außerordentlich effizientes Werkzeug zur Verfügung.