@phdthesis{,
    author = {Köppl, Johannes},
    title = {Zum Einfluss der viskoelastischen Eigenschaften polymerer Lagerkomponenten auf das dynamische Verhalten von Schwenktraversen-Dehnfugen},
    editor = {},
    booktitle = {},
    series = {},
    journal = {},
    address = {},
    publisher = {},
    edition = {},
    year = {2023},
    isbn = {},
    volume = {},
    number =  {},
    pages = {},
    url = {},
    doi = {},
    keywords = {Polymere, Dehnfuge, Dynamik, Brückenbau, DMTA, Verkehrslastmessung, Verkehrslastkollektiv, FE-Simulation},
    abstract = {Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modellbildung und numerischen Untersuchung des dynamischen Tragverhaltens von Schwenktraversendehnfugen unter besonderer Berücksichtigung der viskoelastischen Einflüsse verbauter polymerer Komponenten. Grundlage hierfür bilden experimentelle Untersuchungen, welche einerseits für die Lastseite als Messungen des regellosen Verkehrs an einer instrumentierten Übergangskonstruktion und andererseits für die Materialseite an Kleinproben der Polymerkomponenten der Schwenktraversendehnfugen sowie der Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und Übergangskonstruktion vorgenommen wurden. Zunächst galt es für die Einwirkungsseite ein repräsentatives Verkehrslastkollektiv sowie eine dynamische Bemessungsradlast zu bestimmen. Aufgrund der Überlagerung der durch Fahrbahnunebenheiten induzierten Dynamik der Fahrzeuge und der Eigendynamik der Dehnfuge musste das stochastische Messsignal hochfrequent abgetastet werden. Anschließend wurde eine automatisierte Achslastauswertung aus den aufgenommenen Messsignalen konzipiert und implementiert. Schließlich konnte über eine darauf aufbauende Datenanalyse mittels deskriptiver Statistik ein Verkehrslastkollektiv in Form multinormaler Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen kalibriert werden. Zur thermomechanisch korrekten Erfassung des dynamischen Materialverhaltens der Übergangskonstruktion galt es den bisher nicht hinreichend erforschten Einfluss der Polymerbauteile auf die dynamische Systemantwort zu untersuchen. Dazu erfolgten zunächst Druckversuche an den polymeren Lagerbauteilen unter stufenweiser, quasi-statischer Belastung. Diese bestätigten das Vorliegen von linear viskoelastischem Materialverhalten der Materialproben. Weiterhin wurden zur Untersuchung des zeit- und temperaturabhängigen Materialverhaltens der Polymere weitere experimentelle Untersuchungen an Kleinteilproben mithilfe der sog. Dynamisch-Mechanisch-Thermischen Analyse durchgeführt. Dabei bestimmten sich die konkreten Anteile von Bettungssteifigkeiten bzw. des Dämpfungsverhaltens der isochoren und volumetrischen Deformationsanteile der Polymere wiederum durch deren Thermorheologie. Die so erhobenen Versuchsergebnisse dienten zur Kalibrierung von Generalisierten Maxwell Modellen zur mechanischen Beschreibung der polymeren Lagerkomponenten. Im Rahmen der mechanischen Modellbildung wurde dazu aufgrund der Polymerchemie und des vorgefundenen thermodynamischen Profils der Lagerpolymere Inkompressibilität angenommen. Zur baupraktisch vereinfachten Näherung der kalibrierten Generalisierten Maxwell Modellen für die Lagerkomponenten aus Naturkautschuk (NR) und Chloroprenkautschuk (CR) wurde dann die Zeit- und Temperaturabhängigkeit in den jeweiligen Beanspruchungszuständen mittels äquivalenter Linearisierung in Kelvin-Voigt-Elemente umgerechnet. Schließlich wurde zur Validierung der in dieser Arbeit vorgestellten Methode der äquivalenten Linearisierung des viskoelastischen Materialverhaltens von Lagerpolymerkomponenten ein Finite-Element-Modell einer Schwenktraversendehnfuge erstellt. Dabei kamen zur genaueren Abbildung der Lagerpolymerkomponenten die Materialparameter der entsprechenden Kelvin-Voigt-Modelle zur Anwendung. Die so gewonnenen Simulationsergebnisse wurden dann mit den real erfassten Überfahrten verglichen. Insgesamt kann festgestellt werden, dass durch diese Charakterisierung des thermomechanischen Verhaltens der polymeren Lagerkomponenten eine Verbesserung in der numerischen Abbildung des dynamischen Antwortverhaltens der Fuge erreicht werden konnte. Somit ist künftig die Auslegung von Schwenktraversendehnfugen effizienter und zutreffender möglich, andererseits können bestehende Schwenktraversendehnfugen zuverlässiger berechnet und nachgewiesen werden.},
    note = {},
    
    school = {Universität der Bundeswehr München},
    
}