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Weiterentwicklung und Erprobung von Methoden zur Bestimmung der Strukturzuverlässigkeit passiver Komponenten

Autor :Yan Wang
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik
Datum :24.08.2010
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00009410
 
Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden ausgehend von dem Prototyp des von der GRS entwickelten Rechenprogramms PROST Methoden zur quantitativen Einschätzung der Strukturzuverlässigkeit passiver Komponenten weiterentwickelt. Durch zusätzliche Programmmodule, mit denen Ergebnisse aus FE-Berechnungen einbezogen werden können, wurde der Anwendungsbereich des Programms auf komplexe Geometrien bezüglich Belastungen und Randbedingungen erweitert. Die Analysen zur Strukturzuverlässigkeit stützen sich auf Monte-Carlo-Simulationen mit Schichtungsverfahren zur Reduzierung der Rechenzeiten. Die weiterentwickelten Analysemethoden wurden im Rahmen von Berechnungen zu zwei verschiedenen Rohrleitungskomponenten erprobt.
Als erstes Berechnungsbeispiel wurde das Ermüdungsrisswachstum in einer Umfangsschweißnaht einer geraden Rohrleitung sowie die dadurch entstehende Leckwahrscheinlichkeit berechnet, indem Kenntnisunsicherheiten in Geometrie- und Materialdaten in Form von Verteilungsfunktionen berücksichtigt wurden. Das Risswachstum unter zyklischen Belastungen wurde mit dem modifizierten Paris-Gesetz abgeschätzt und die Leckwahrscheinlichkeit als Funktion der Betriebszeit bestimmt. Die Genauigkeit einer vereinfachten Methodik zur Berechnung der Rissbeanspruchung wurde mit den numerischen Ergebnissen, die als „best estimate¡° angesehen werden können, untersucht. Für das Rissbewertungskonzept (FAD) wurden Korrekturen bezüglich Berücksichtigung von Schweißeigenspannungen vorgeschlagen.
Im zweiten Berechnungsbeispiel wurde ein rissbehafteter Speisewasserstutzen an einem Dampferzeuger unter thermomechanischen zyklischen Belastungen analysiert. Das mixed-mode Ermüdungsrisswachstum in der komplexen Geometrie wurde mit der J-Integralvektor Theorie, die mit numerischen Berechnungen für die untersuchte Struktur überprüft wurde, berücksichtigt. Die Risswachstumsrate sowie die Leckwahrscheinlichkeit wurden mit den Rissbeanspruchungen aus FE-Analysen abgeschätzt.
Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass mit der weiterentwickelten probabilistischen Analysemethodik eine quantitative Bestimmung der Leckwahrscheinlichkeiten basierend auf mixed-mode Ermüdungsrisswachstum für komplexe Strukturgeometrien möglich ist.
Schlagwörter :probabilistische Bruchmechanik, Ermüdungsrisswachstum, mixed-mode, Speisewasserstutzen
Rechte :Dieser Text ist urheberrechtlich geschützt
Größe :II, 109 S.
 
Erstellt am :10.12.2010 - 12:55:10
Letzte Änderung :10.12.2010 - 12:55:58
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00009410
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