Geometrisch und physikalisch nichtlineare Analyse von Druckbehältern

Anhand zweier Beispiele aus dem Druckbehälterbau wird gezeigt, daß mit Hilfe geometrisch und physikalisch nichtlinearer Finite-Element-Analysen die Bauteiltragfähigkeit sehr wirklichkeitsnahe simuliert werden kann und so wirtschaftliche und zugleich sichere Auslegungen möglich sind. Die mitunter extreme Konservativität der einfachen Bemessungsformeln in Regelwerken wird am Beispiel des Beuldruckes eines unrunden Rohres demonstriert. Ferner wird für einen kaltgereckten Behälter gezeigt, daß eine physikalisch nichtlineare aber geometrisch lineare Analyse vollkommen falsche Ergebnisse liefern kann. Es wird erörtert, daß eine befriedigende Analyse der Tragfähigkeit von Druckbehältern mit geometrischen Imperfektionen bzw. im überelastischen Bereich nur mit Hilfe einer vollständig nichtlinearen FEA gelingt. Die erzielte gute Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment rechtfertigt den Einsatz moderner und zuverlässiger FE-Analysewerkzeuge als Ergänzung zum und ggf. auch Einsatz für den Versuchsweg.