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Detailergebnis zu DOK-Nr. 76634

Verdichtung mit Vibrationswalzen - Semi-analytische Modellierung des Interaktionssystems Bandage-Boden mit Berücksichtigung der veränderlichen Bandagenaufstandsbreite

Autoren	M. Hager J. Pistrol F. Kopf D. Adam
Sachgebiete	13.1 Erdbaugeräte

Bauingenieur 96 (2021) Nr. 3, S. 79-91, 12 B, 2 T, 20 Q

Für zahlreiche Aufgaben des Erdbaus werden Vibrationswalzen zur oberflächennahen Verdichtung von granularen Materialien genutzt. Die Bandage einer Vibrationswalze zeichnet sich durch eine Unwuchtmasse aus, die in der Achse der Bandage angeordnet ist und durch Rotation der gesamten Bandage eine kreisförmig translatorische Schwingung aufzwingt. Die schwingende Bandage der Vibrationswalze und das zu verdichtende Material stellen dabei ein dynamisches Interaktionssystem dar. Im Beitrag wird ein vergleichsweise einfaches mechanisches Modell vorgestellt, welches in der Lage ist, die dynamische Wechselwirkung zwischen Vibrationsbandage und Boden abzubilden. Die wesentlichen Nicht-Linearitäten des dynamischen Interaktionssystems stellen die sich laufend ändernden Kontaktbedingungen zwischen Bandage und Boden sowie die gekrümmte Bandagengeometrie dar. Aus diesem Grund vergrößert sich die Kontaktfläche zwischen den beiden Kontaktpartnern während der Belastungsphase zunehmend, was wiederum die Reaktionskräfte des Bodens beeinflusst und das Bewegungsverhalten der Bandage ändert. Im Zuge der Entlastungsphase kann es zudem zu einem Abheben der Bandage vom Boden kommen, wodurch sich die beiden Teilsysteme kurzfristig getrennt voneinander bewegen. Es werden Möglichkeiten aufgezeigt, sowohl diese herausfordernden Kontaktbedingungen als auch die veränderliche Bandagenaufstandsbreite in der mechanischen Modellierung zu berücksichtigen.