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Technische Sicherheit - Ausgabe 7-8/2012

Regelwerkskonforme Bestimmung von Erschöpfungsgraden bei allgemeinen elasto-plastischen Finite-Elemente-Analysen – Teil 1

Die Vorgehensweise für Ermüdungsanalysen nach verschiedenen relevanten kerntechnischen und konventionellen Regelwerken (ASME, KTA, EN, AD) für Kraftwerkskomponenten unterscheidet zwischen elastischen, vereinfachten elasto-plastischen und elasto-plastischen Ermüdungsnachweisen. In der Regel schließen die Betriebsbelastungen den rein elastischen Nachweis aus. Die Anwendung der Regelwerksprozedur des vereinfachten elasto-plastischen Ermüdungsnachweises ist weit verbreitet. Die resultierenden rechnerischen Erschöpfungsgrade können jedoch aufgrund hoher regelwerksbasierter Plastizierungsfaktoren Ke übermäßig konservativ sein. Folglich findet als Alternative die komplexere und ebenfalls regelwerkskonforme allgemeine elasto-plastische Analysemethodik Anwendung, die auf nichtlinearen Finite-Element(FE)-Analysen basiert. Hierbei sind die Anforderungen an die FE-Analysen und das zu verwendende Materialmodell zu beachten. Die gültigen Regelwerke geben zu diesen relevanten Fragen lediglich grobe Richtlinien. Da die Prozedur für die vereinfachte elasto-plastische Analyse und die zugehörigen Regelwerksabschnitte auf spannungsbasierter Zyklenzählung und der Bestimmung von pseudoelastischen Vergleichsspannungsschwingbreiten beruhen, ist eine Anpassung an elasto-plastische Dehnungen und Dehnungsschwingbreiten für den elasto-plastischen Ermüdungsnachweis erforderlich. Die diesbezüglichen Anforderungen werden im Detail erläutert.

Autor(en):
Rudolph, J.; Götz, A.; Hilpert, R.

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
Technische Sicherheit 7-8/2012, Seite 39-44
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