Newsletter 03/2013


Nachweis der Explosionsdruckstoßfestigkeit mit Hilfe numerischer Simulation

Praxisbeispiel:
Analyse Filtergehäuse

Aufgabe / Normen / Vorgehen

Untersuchungsgegenstand

Berechnung und Norm-Nachweis des Explosions-schutzes eines Filtergehäuses bei 0,2 bar Überdruck mit Hilfe einer statisch-elastoplastischen Finite-Elemente-Analyse.


Normen

VDI 3673 - 2.4.3 Explosionsdruckstoßfest
"Eigenschaft von Behältern und Betriebsmitteln, die so gebaut sind, dass sie dem zu erwartenden Explosionsdruck standhalten, ohne zu bersten, wobei jedoch bleibende Verformungen zulässig sind."

VDI 2263 - Blatt 3
"Bei austenitischen Stählen kann wegen des höheren Verformungs- und Verfestigungsvermögens die 2%-Dehngrenze eingesetzt werden. Ist diese nicht bekannt, kann statt dessen ein um 10% erhöhter Wert der 1%-Dehngrenze eingesetzt werden."


Vorgehensweise

» Geometrie
» Schalenmodell
» Vernetzung
» Drucklast 0,2 bar (innen)

Ergebnisse

Ergebnisse

Bild 1: Verformungen
Bild 2: Spannungen
Bild 3: Plastische Dehnungen

Optimierung

» Optimierung der Wanddicke (mit Hilfe von
   Optimierungsalgorithmen)

» Zudem kann die Optimierung auch durch eine lokale
   neue Verrippung erfolgen

Weitere Berechnungsmöglichkeiten und Anwendungsgebiete

Berechnungsmöglichkeiten

» Strömungsverhalten
» Filterdurchströmung
» Druckverluste
» Partikelablagerungen / Konzentrationsverteilung
» dynamische Druckstoßberechnung / transiente Explosionsberechnung
» Temperaturberechnungen (stationär/instationär)
» Beulverhalten / kollabieren bei Unterdruck
» thermoelastische und plastische Spannungen
» Windlasten
» Schneelasten
» Schweißnaht
» Schraubverbindungen
» Eigenfrequenzen

Anwendungsgebiete

» Filtergehäuse
» Trockner
» Lagerbehälter der Öl- und Gasindustrie
» Druckluftbehälter
» Tankauflieger und -container
» Druckspeicherbehälter
» Wärmetauscher
» Verfahrenstechnische Behälter und Apparate
» beheizte/gekühlte Behälter als Teil einer Anlage
» Abscheider / Sammler / Filter
» Pumpen

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