Polymorphe Unschärfemodellierung im Schalenbeulen

Im Schalenbeulen stellt die Modellierung von materiellen und geometrischen Imperfektionen nach wie vor eine große Herausforderung dar. Verschiedene deterministische, probabilistische und experimentelle Methoden existieren für die Bemessung von Schalen.
Da in der Realität alle Daten und Informationen mit verschiedenen Arten von Unschärfe behaftet sind, z.B. der natürlichen Variabilität, der Unvollständigkeit (Mangel an Wissen) und Ungenauigkeit (Messfehler), impliziert eine Anwendung solcher Methoden Präzision. In deterministisch und probabilistischen Bemessungskonzepten werden deshalb enorme Sicherheitszuschläge angesetzt. In diesem Projekt wird der Ansatz der polymorphen Unschärfemodellierung im Schalenbeulen eingeführt. In diesem neuen Ansatz werden mehrere Modelle (Zufalls-, Intervall- und Fuzzy-Variablen) und Kombination davon zur Unschärfequantifizierung eingesetzt. Ohne dass falsche Voraussetzungen generiert werden, können anhand der vorliegenden Daten passende Unschärfemodelle gewählt werden. Das Ziel des Projekts ist mit der Anwendung polymorpher Unschärfemodelle die Robustheit und Wirtschaftlichkeit von Schalenkonstruktionen zu verbessern.

Publikationen

M. Fina, L. Panther, P. Weber, and W. Wagner.: Shell buckling with polymorphic uncertain surface imperfections and sensitivity analysis, ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems Part B: Mechanical Engineering, 7(2), 2021,
https://doi.org/10.1115/1.4050165

M. Fina.: Polymorphe Unschärfemodellierung in der nichtlinearen Strukturmechanik -- Stabilität von Schalentragwerken, räumliche Variabilität und Metamodellierung, Doktorarbeit, KIT, Institut für Baustatik, 2020, ISBN: 978--3--935322--27--0

M. Fina, P. Weber, and W. Wagner.: Polymorphic uncertainty modeling for the simulation of geometric imperfections in probabilistic design of cylindrical shells, Structural Safety, 82, 2020, https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2019.101894

Ansprechpartner
Dr.-Ing. Marc Fina