Festigkeits- und Verformungsverhalten von Fugendichtstoffen (FDS) und Fugenbändern (FB) in Kreuz- und T-Stößen zur Entwicklung eines Prüfverfahrens. Tl.1. Festigkeits- und Verformungsverhalten von Fugendichtstoffen (FDS). Abschlussbericht

Für Fugendichtstoffe (FDS) in Anlagen zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen wassergefährdender Stoffe (LAU-Anlagen) hat das Deutsche Institut für Bautechnik Berlin (DIBt) neue Zulassungsgrundsätze erarbeitet. Sie sehen die Prüfung des Fugendichtstoffs wie in einer Parallelfuge vor. Die Fugendichtstoffe werden im T- oder Kreuzstoß komplex beansprucht. Das in den Zulassungsgrundsätzen vorgegebene Verhältnis der Prüfdehnungen von einaxialer Beanspruchung zu mehraxialer Beanspruchung sollte bestätigt oder korrigiert werden. Zunächst wurde das Verformungsverhalten der Fugendichtstoffe nach den Zulassungsgrundsätzen an vier Fugendichtstoffen untersucht. Eine neuartige Prüfvorrichtung, mit der die FDS in Parallel- und Kreuzfugen zyklisch gedehnt, gestaucht und geschert werden können, wurde gebaut. Mit dem Finite-Elemente-Programm ANSYS wurden die Zugversuche bei +20 Grad C für zwei Produkte nachgerechnet. Das hyperelastische Materialverhalten der Fugendichtstoffe wurde mit den Materialmodellen nach Mooney-Rivlin, Ogden und Yeoh erfasst. Für ein Material wurden begleitend Aufnahmen der Verformungen mit der 3D-Photogrammetrie durch das Institut für Fernerkundung und Photogrammetrie der TU Dresden gemacht.

List of contents

Kurzfassung 1
Abstract 2
Résumé 3
1 EINLEITUNG 4
2 DER STAND DER TECHNIK 5
2.1 Motivation der Forschung 5
2.2 Die derzeitigen Prüfmethoden 5
3 DIE UNTERSUCHTEN FUGENDICHTSTOFFE 7
3.1 Aufbau und Aufgaben eines Fugenabdichtungssystems 7
3.2 Polyurethan (PUR) 7
3.3 Polysulfid 8
3.4 Die Codierung der untersuchten Fugendichtstoffe 8
4 DIE PRÜFVORRICHTUNG 9
5 DIE HERSTELLUNG DER PROBEKÖRPER 11
6 DAS PRÜFPROGRAMM 12
6.1 Prüfbeanspruchungen 12
6.2 Abmessungen der Probekörper 15
6.3 Zyklische Dehn- und Stauchversuche 17
6.4 Zyklische Scherversuche 19
7 DIE AUSWERTUNG DER VERSUCHE 21
7.1 Die Dehn- und Stauchzyklen 21
7.2 Die Scherzyklen 22
8 DIE PRÜFERGEBNISSE 23
8.1 Hinweise zur Darstellung der Prüfergebnisse 23
8.2 Material A 23
8.2.1 Die Dehnzyklen 23
8.2.1.1 Die Parallelfuge 23
8.2.1.2 Die Kreuzfuge 25
8.2.2 Die Stauchzyklen 26
8.2.2.1 Die Parallelfuge 26
8.2.2.2 Die Kreuzfuge 27
8.2.3 Die Scherzyklen 29
8.2.3.1 Die Parallelfuge 29
8.2.3.2 Die Kreuzfuge 29
8.3 Material B 31
8.3.1 Die Dehnzyklen 31
8.3.1.1 Die Parallelfuge 31
8.3.1.2 Die Kreuzfuge 32
8.3.2 Die Stauchzyklen 33
8.3.2.1 Die Parallelfuge 33
8.3.2.2 Die Kreuzfuge 34
8.3.3 Die Scherzyklen 35
8.3.3.1 Die Parallelfuge 35
8.3.3.2 Die Kreuzfuge 36
8.4 Material C 37
8.4.1 Die Dehnzyklen 37
8.4.1.1 Die Parallelfuge 37
8.4.1.2 Die Kreuzfuge 38
8.4.2 Die Stauchzyklen 39
8.4.2.1 Die Parallelfuge 39
8.4.2.2 Die Kreuzfuge 40
8.4.3 Die Scherzyklen 42
8.4.3.1 Die Parallelfuge 42
8.4.3.2 Die Kreuzfuge 42
8.5 Material D 44
8.5.1 Besonderheit bei der Prüfung von Material D 44
8.5.2 Die Dehnzyklen 44
8.5.2.1 Die Parallelfuge 44
8.5.2.2 Die Kreuzfuge 45
8.5.3 Die Stauchzyklen 47
8.5.3.1 Die Parallelfuge 47
8.5.3.2 Die Kreuzfuge 48
8.5.4 Die Scherzyklen 49
8.5.4.1 Die Parallelfuge 49
8.5.4.2 Die Kreuzfuge 49
9 GEGENÜBERSTELLUNG DER MESSERGEBNISSE 51
9.1 Die Dehnzyklen 51
9.2 Die visuelle Begutachtung nach den Dehnzyklen 55
9.3 Die Stauchzyklen 57
9.4 Die visuelle Begutachtung nach den Stauchzyklen 61
9.5 Die Scherzyklen 62
9.6 Die visuelle Begutachtung nach den Scherzyklen 63
9.7 Auswirkungen der Fugengeometrie auf die Prüfergebnisse 63
10 ZUSAMMENFASSUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE 64
11 MATERIALVERHALTEN 65
11.1 Besonderheiten im Materialverhalten 65
11.2 MULLINS Effekt 66
11.3 Materialgesetze zur Beschreibung des inkompressiblen Materialverhaltens 68
11.3.1 Phänomenologische und Statistische Materialgesetze Allgemeine Ansätze 68
11.3.2 Statistische Materialgesetze 69
11.3.2.1 Gauss-Statistik 69
11.3.2.2 Nichtgauss-Statistik 70
11.3.3 Phänomenologische Materialgesetze 72
11.3.3.1 Ansatz nach MOONEY-RIVLIN 72
11.3.3.2 Ansatz nach RIVLIN 74
11.3.3.3 Ansatz nach YEOH 75
11.3.3.4 Ansatz nach VALANIS und LANDEL 76
11.3.3.5 Ansatz nach OGDEN 77
11.4 Materialgesetze für die Beschreibung von nahezu inkompressiblem Material 78
11.5 Auswahl der Materialgesetze für die Simulationsrechnungen 79
12 FINITE-ELEMENTE-METHODE 80
12.1 Nichtlineare Strukturanalysen 80
12.2 Lösung nichtlinearer Probleme 80
12.3 Newton-Raphson-Iteration 81
12.3.1 Reguläre Newton-Raphson-Iteration 81
12.3.2 Modifizierte Newton-Raphson-Iteration 82
12.4 Konvergenzkriterien 83
12.5 Einbindung des Materialgesetzes in das FEM-Modell 83
12.6 Verwendete Strukturelemente 85
13 SIMULATIONSRECHNUNGEN 87
13.1 Durchgeführte Simulationsrechnungen 87
13.2 Strukturmechanisches Modell 87
13.3 Verwendete Materialkennwerte 88
13.3.1 Voraussetzungen für die Bestimmung der Materialkennwerte 88
13.3.2 Analytisch bestimmte Materialkennwerte 89
13.3.3 Numerisch bestimmte Materialkennwerte 91
13.4 Analytische und numerische Ermittlung der Spannungs-
Dehnungs-Kurve für den einaxialen Zugversuch 93
13.5 Simulation des Zugversuchs an der Parallelfuge 95
13.6 Simulation des Zugversuchs an der Kreuzfuge 98
14 DIE 3D-PHOTOGRAMMETRISCHEN UNTERSUCHUNGEN 100
14.1 Ziel der Untersuchungen 100
14.2 Der Versuchsaufbau 100
14.3 Die Aus

Product details

• Authors: Bernd Hillemeier, Brigitte Westphal-Kay
• Publisher: Fraunhofer IRB Verlag
• Languages: German
• Product format: Paperback / Softback
• Released: 01.01.2005
• EAN: 9783816767398
• ISBN: 978-3-8167-6739-8
• No. of pages: 144
• Weight: 402 g
• Illustrations: zahlr. Abb. u. Tab.
• Series: Bau- und Wohnforschung
• Subject: Natural sciences, medicine, IT, technology > Technology > Structural and environmental engineering