Der Berstdruck eines zylindrischen Stahlsilos unter Explosionsinnendruckbeanspruchung

Beim Füllen und Entleeren eines Silos kann es durch die Staubentwicklung des Lagergutes und das Vorhandensein einer Zündquelle zu einer Staubexplosion kommen, welche durch ihre Heftigkeit ein großes Risiko für die Anlage darstellt. Der Beitrag beschäftigt sich mit der druckstoßfesten Ausführung von Silos, welche dem zu erwartenden Explosionsdruck mit bleibenden Verformungen widerstehen. Das Grenztragverhalten der einzelnen Schalenanteile des Silos, wie Zylinder, Kegel, Torus und Kugelkalotte, wird mit Hilfe der Plastizitätstheorie und des Kriteriums nach Considère bestimmt. Das Tragverhalten der Schalenübergänge wird mittels einer nichtlinearen Berechnung mit dem Finite-Element-Programm ABAQUS untersucht. Weiterhin werden die plastischen Grenzdrücke auf Grund von fehlerbehafteten Schweißnähten (Kerben und Risse) an den Schalenverbindungen mittels der Schädigungs- und Bruchmechanik bestimmt, wobei die Materialkennwerte aus den durchgeführten Versuchen verwendet wurden.