Beitrag zur Traglastermittlung ringversteifter Kreiszylinderschalen unter Axialdruck
Beitrag zur Traglastermittlung ringversteifter Kreiszylinderschalen unter Axialdruck
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Beitrag zur Traglastermittlung Ringversteifter Kreiszyylinderschalen unter Axialdruck
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发表时间:
2019
期刊:
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通讯作者:
Andreas Jäger
中科院分区:
文献类型:
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作者:
Andreas Jäger
Die vorliegende Thesis beschaftigt sich mit der Ermittlung des Beulwiderstands unversteifter sowie ringversteifter Kreiszylinderschalen unter Axialdruckbelastung. Der Fokus liegt dabei auf besonders dunnwandigen Schalen mit engem und weitem Ringsteifenabstand. Besonders dunnwandige Tanks mit Ringsteifen werden vor allem im landwirtschaftlichen Bereich eingesetzt. Typische Behalter sind aus rostfreiem Stahl gefertigt und erzielen eine hohe Wirtschaftlichkeit durch einen optimalen Materialeinsatz. Ringsteifen helfen den Widerstand gegenuber Wind und Unterdruck drastisch zu erhohen. Untersuchungen in den 1960ern und 70ern zeigten, dass die Steifen auch den Axialbeulwiderstand erhohen. Eine Neubewertung publizierter Experimente fur besonders dunnwandige Kreiszylinderschalen wurde durchgefuhrt. Es zeigte sich, dass die aktuelle Norm in Teilbereichen zu sicher ist. Anhand von Traglastberechnungen wurden Beulparameter bestimmt, die eine wirtschaftlichere und dennoch sichere Bemessung dieser Strukturen zulassen. Die Ergebnisse der Parameterstudien an engringversteiften Kreiszylinderschalen bestatigten das, aus den publizierten Experimenten erwartete, hohe Tragfahigkeitsniveau. Bei kraftigen Ringsteifen spielt zunehmend die Plastizitat des Materials eine masgebende Rolle. Durch die Auswertung der modifizierten Kapazitatskurve konnten fur verschiedene Steifenkonfigurationen die Beulkurvenparameter bestimmt werden. Anschliesend wurde eine Interpolationsvorschrift ermittelt, mit der Beulwiderstande fur alle moglichen Parameterkombinationen ermittelt werden konnen. Numerische Untersuchungen an beliebig ringversteiften Kreiszylinderschalen zeigten, dass die Tragfahigkeit ab einem Abstand von zwei Beulhalbwellen deutlich abnimmt. Durch die Auswertung der Traglastberechnungen mithilfe der modifizierten Kapazitatskurve und die Interpolation uber den Steifenabstand konnten Beulkurvenparameter ermittelt werden. Diese ermoglichen die Bestimmung der Traglast in Abhangigkeit vom Steifenquerschnitt fur beliebig ringversteifte Schalen. Vereinfachungen des Nachweisverfahrens wurden hergeleitet, die eine Traglastermittlung uber die Bestimmung von nur zwei Referenzwiderstanden ermoglichen. Mit den angegebenen Bemessungsgleichungen kann der praktizierende Ingenieur in guter Naherung der FEM-Ergebnisse Traglasten fur axialdruckbelastete Kreiszylinderschalen mit beliebiger Ringsteifenkonfiguration ermitteln, ohne selbst numerische Simulationen erstellen zu mussen.