Berechnung großer Flanschverbindungen von ... - GL Group
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Abbildung 3.3: Elementierung und Randbedingungen der verwendeten FE-Modelle<br />
3.3 Vorspannung und Betriebskraft<br />
Im ersten Belastungsabschitt wird der Schraubenschaft thermisch verkürzt (abgekühlt), bis die vor-<br />
gewählte Vorspannung im Schraubenschaft erreicht ist. Im zweiten Belastungsabschitt wird das FE-<br />
Modell am Mantelblech bis zu einer gewählten Belastung FB vertikal gezogen. Die sukzessive Erhö-<br />
hung der Betriebskraft ist notwendig, da die Lösungsphase <strong>von</strong> Beginn an aufgrund der vorhandenen<br />
Kontaktelemente nichtlinear erfolgt. Als Ergebnis der <strong>Berechnung</strong> ergibt sich die Beziehung Schrau-<br />
benkraft FS zu angelegter Betriebskraft FB. Die Wertepaare werden zur besseren Auswertung in Dia-<br />
grammform dargestellt und im folgenden Abschnitt analysiert. Die Betriebskraft FB erzeugt am<br />
Turmblech keine Querkraft. So kann FB/2 der in [ 1 ] definierten Betriebskraft FA gleichgesetzt wer-<br />
den.<br />
3.4 Vergleich mit Versuchsergebnissen<br />
Die FE-Modelle sind in [ 8 ] mit den Versuchsergebnissen aus [ 4 ] verifiziert worden. In den Abbil-<br />
dungen 6.2 und 6.3 werden die Versuchsergebnisse des zweiten und dritten Versuchskörpers den hier<br />
vorgestellten Rechenergebnissen gegenübergestellt. Der Vergleich zwischen Versuch und Rechener-<br />
gebnis zeigt bis zum vollständigen Kantentragen (FAka bzw. Z2) eine gute Übereinstimmung. Die<br />
Rechenergebnisse der 2D- und 3D- Modelle unterscheiden sich nur geringfügig (s. [ 8 ]). Die<br />
Versagenslast der Flanschverbindung kann aufgrund der fehlenden Berücksichtigung der Plastifizie-<br />
rungseffekte nicht richtig wiedergegeben werden.<br />
Die berechneten FS/FA-Kurven liegen leicht unterhalb der Versuchsergebnisse. Im Hinblick auf den<br />
Ermüdungsnachweis ist daher tendenziell eine nicht konservative Abschätzung zu erkennen.<br />
Mit der Verwendung eines Teilsicherheitswertes für die Unsicherheiten der FE-Modelle erreicht<br />
man, daß die berechnenten FS/FA-Verläufe konservativ in der Festigkeitsauslegung der Schrauben<br />
verwendet werden können.<br />
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