Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

Numerische Berechnung ausgewählter Versuche 135
7.2.4 Modellierung des Verbundverhaltens
Die Modellierung des Verbundverhaltens erfolgte mit Hilfe von Kontaktflächen, da sich insbesondere
Kontaktmodelle für die Abbildung großer Verschiebungsunterschiede zwischen
zwei Körpern („Scherflächenausbildung“) eignen. Die Berechnung findet nach dem sogenannten
Master-Slave-Prinzip statt, d.h. die Körper werden getrennt voneinander erzeugt und
besitzen keine gemeinsamen Knoten mehr. Im Kontaktfall wird zwischen den Körpern in
Normalenrichtung eine Kontaktspannung und in Tangentialrichtung eine Scherkraft übertragen.
Kontakt-Schubspannung τ
τ crit
Haftreibung
Körper A
τ
σ N
Körper B
τ
τ crit = μ ⋅ σ N
Haften
Gleiten
Weg
Reibungskoeffizient μ
(konst.)
Realität
ABAQUS
Kontakt-Normalspannung σ N
Bild 7.8:
Coulombsches Schermodell
Das tangentiale Scherverhalten ist über das Coulombsche Schermodell (elastisch-plastisch)
definiert, siehe Bild 7.8 Dabei ist μ der Reibungskoeffizient, der das Verhältnis zwischen der
kritischen Scherspannung τ crit und der vorhandenen Normalspannung σ n angibt. In Tabelle
7.4 sind die für die FEM abgeleiteten Verbundparameter für die Kontaktflächen zusammengestellt.
Weitergehende Erläuterungen zur Kontaktmodellierung sind in Hibbit et al. (2004)
zu finden.
Tabelle 7.4:
Abgeleitete Verbundparameter für Kontaktflächen in der FEM
μ Beton, Torf
[-]
μ Sand, Torf
[-]
μ Beton, Sand
[-]
μ Geogitter, Sand
[-]
μ Stahl, Sand
[-]
0,15
0,50
0,80
0,80
0,25
≈ 1/3 ⋅ tan ϕ’ Torf
≈ tan ϕ’ Torf
≈ tan ϕ’ Sand
≈ tan ϕ’ Sand
≈ 1/3 ⋅ tan ϕ’ Sand