Ursula Kowalsky

Distorted yield surfaces – modelling by higher order anisotropic hardening tensors

Abstract Most of the constitutive models for metallic materials assume yield functions of von Mises or generalized Tsai–Wu type. Isotropic and/or kinematic evolutions are developed for hardening, which correspond to affin expansions or simple shifting of original yield surfaces, whereas experimental results show a distinctive change of the shape of yield surfaces (rotated or dented) depending on loading conditions and load paths. To cover the material behaviour with distorted yield surfaces a hierarchical expansion of yield functions to hardening tensors of the fourth and the sixth order is proposed. Parameters of corresponding evolutionary equations are determined by model parameter optimization. The extended model is investigated comparing numerical results to cyclic experimental data in biaxial σ – τ space.

Damage Detection with Piezoceramic Actuators in Thin Steel Structures

This paper deals with an online structural health monitoring (SHM) concept, which enables the detection of damages of structures in civil engineering. Piezoceramic elements are integrated into thin steel plates as actuators and sensors. They excite the structure and measure the dynamic system response. The presented data analysis concept is based on methods of system identification. The model-updating algorithm adapts the finite element model to the measuring data using an output residual, which is minimized using a least-squares method. The application of special indicators enables the localization and quantification of changes in structural behavior.

System Identification and Structural Health Monitoring Using Piezoceramic Actuators

This article deals with an online structural health monitoring (SHM) concept for the inspection of mechanical structures and its experimental validation. Piezoceramic disc actuators are used to excite thin steel structures and to measure the dynamic system response. A model updating algorithm, based on the least-squares method, adapts a finite element model to the experimental data. Two indicators are presented, which enable the localization and the quantification of changes in the structural state.

Mikrophysikalisch begründete Modellierung der Verbundwirkung in faserbewehrtem Ultrahochleistungsbeton (UHPFRC) unter zyklischer Zugbeanspruchung

Das Materialverhalten von ultrahochfesten Betonen mit Druckfestigkeiten oberhalb von ca. 140 N/mm2 ist durch eine auserst hohe Sprodigkeit und ein explosionsartiges Versagen gekennzeichnet. In der Regel werden diesen Betonmischungen zur Verbesserung des Last-Verformungsverhaltens sowie der Tragsicherheit Fasern zugegeben.

Numerische Analyse des Wärme-, Wasser- und Chloridtransports in Beton

Im folgenden Aufsatz wird ein Modell entwickelt, mit dem die numerische Analyse von Transport- und Reaktionsprozessen moglich ist, die die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken beeinflussen. Das hier vorgestellte Modell beschreibt das mechanische Verhalten bei vorgegebenen Einwirkungen, die Transportmechanismen, die chemische Reaktionen sowie deren Kopplung. Hiermit ist die Untersuchung von ausgewahlten Alterungsprozessen und die Prognose der Zustandsentwicklung infolge einzelner oder mehrerer kombinierter Degradationsmechanismen moglich. Neben dem schematischen Aufbau des Modells werden die Erhaltungsgleichungen sowie die verwendeten Materialmodelle vorgestellt. An einem Fallbeispiel wird der Chlorideintrag in einen Stahlbetonbruckenquerschnitt numerisch simuliert, um die Einsatzmoglichkeiten des Modells aufzuzeigen.