A mortar finite element formulation including viscoelastic layers for component-based vibration analysis ; Eine Mortar-Finite-Elemente-Formulierung zur Abbildung viskoelastischer Schichten in bauteilorientierten Schwingungsanalysen

This thesis proposes a component-based modeling method for vibration analysis. Therein, each structural part is discretized separately by high-order finite elements. The non-matching meshes are then weakly coupled using a modified mortar formulation that can represent linear viscoelastic layers in a dimensionally reduced form. The accuracy and efficiency of this approach are demonstrated by various examples, ranging from cross-laminated timber assemblies to additively manufactured structures. ; Diese Arbeit stellt eine bauteilorientierte Modellierungsmethode für Schwingungsanalysen vor. Darin werden die Bauteile getrennt voneinander mit finiten Elementen hoher Ordnung diskretisiert und in integraler Form miteinander gekoppelt. Hierzu wird eine modifizierte Mortar-Formulierung verwendet, welche die dimensionsreduzierte Abbildung linear viskoelastischer Zwischenschichten erlaubt. Die Genauigkeit und Effizienz dieses Ansatzes werden anhand mehrerer Beispiele gezeigt, angefangen bei Brettsperrholzkonstruktionen bis hin zu additiv gefertigten Strukturen.