Ziel dieser Arbeit ist die Simulation der Deformation von Bauteilen, welche aus nahezu inkompressiblem Material bestehen. Dabei soll sich das Material sowohl linear als auch nichtlinear elastisch verhalten können. Zusätzlich soll die Belastung des Bauteils beliebig gewählt werden können, das heißt, es sollen kleine als auch große Deformationen möglich sein.

This thesis investigates the numerical simulation of three-dimensional, mechanical deformation problems in the context of large deformations. The main focus lies on the prediction of non-linearly elastic, incompressible material. Based on the equilibrium of forces, we present the weak formulation of the large deformation problem. The discrete version can be derived by using linearisation techniques and an adaptive mixed finite element method. This problem turns out to be a saddle point problem that can, among other methods, be solved via the Bramble-Pasciak conjugate gradient method or the minimal residual algorithm. With some modifications the resulting simulation can be improved but we also address remaining limitations. Some numerical examples show the capability of the final FEM software. In addition, we briefly discuss the special case of linear elasticity with small deformations. Here we directly derive a linear weak formulation with a saddle point structure and apply the adaptive mixed finite element method. It is shown that the presented findings can also be used to treat the nearly incompressible case.

Ziel dieser Arbeit ist die Simulation der Deformation von Bauteilen, welche aus nahezu inkompressiblem Material bestehen. Dabei soll sich das Material sowohl linear als auch nichtlinear elastisch verhalten können. Zusätzlich soll die Belastung des Bauteils beliebig gewählt werden können, das heißt, es sollen kleine als auch große Deformationen möglich sein.:1. Einleitung 2. Grundlagen 3. Aufgabenstellung für linear elastisches Material unter kleinen Deformationen 4. Gemischte Methode der finiten Elemente 5. Herleitung der Fehlerschätzung 6. Aufgabenstellung für nichtlinear elastisches Material unter großen Deformationen 7. Lösungsstrategie A. Anhang

This thesis investigates the numerical simulation of three-dimensional, mechanical deformation problems in the context of large deformations. The main focus lies on the prediction of non-linearly elastic, incompressible material. Based on the equilibrium of forces, we present the weak formulation of the large deformation problem. The discrete version can be derived by using linearisation techniques and an adaptive mixed finite element method. This problem turns out to be a saddle point problem that can, among other methods, be solved via the Bramble-Pasciak conjugate gradient method or the minimal residual algorithm. With some modifications the resulting simulation can be improved but we also address remaining limitations. Some numerical examples show the capability of the final FEM software. In addition, we briefly discuss the special case of linear elasticity with small deformations. Here we directly derive a linear weak formulation with a saddle point structure and apply the adaptive mixed finite element method. It is shown that the presented findings can also be used to treat the nearly incompressible case.