Modelleingabe
Die Konstruktion wurde mit linearen elastischen Schalen- und Volumenelementen modelliert. Sie besteht aus folgenden Hauptbauteilen:
- Bodenplatte
- Filterboden
- Behälterwandung mit Klöpperboden und unten angesetztem Ringflansch
- Konsolen an der Behälterwandung
- Ständerplatte für Rührwerk
- Stutzen und Tragösen auf Klöpperboden
- umlaufende Halbrohrschlangen
Besonders interessant ist die Modellierung der Verbindung zwischen dem Behälter und der Bodenplatte. An das Behälterblech wurde unten ein Ringflansch als Volumenelement abgebildet. Dieser wurde mit 53 Klammerschrauben M 27 gegen die Bodenplatte verspannt.
Die Klammerschrauben wurden gleichmäßig um den Umfang verteilt, um eine konstante Vorspannkraft zu gewährleisten. Damit der Ringflansch gegen die Bodenplatte mit definierten Vorspannkräften verspannt werden konnte, wurde an der Behälterwandung ein umlaufendes Konterbauteil als Volumenelement modelliert. Dadurch konnte der Behälterflansch gegen die konisch abgeschrägte Bodenplatte verspannt werden.
Um diese konische Verspannung zu simulieren, musste im Berechnungsmodell die Kontakt-eigenschaft zwischen diesen Bauteilen definiert werden. Um dies sicherzustellen, wurden im Modell Kontaktvolumenelemente, die eine elastische Feder definieren, gleichmäßig um den Umfang verteilt.
Belastung
Auf die Konstruktion wurde folgende Belastung angesetzt:
- Auslegungsdruck Behälter -1/6 bar, Heizung Flachboden -1/10 bar, Heizschlange -1/10 bar
- Vertikallasten aus Eigengewicht und Anbauten
- Auslegungstemperatur -20/200°C
- Innerer Über- und Unterdruck mit Nachweis der Druckschwankungen von 0.0 bis 3.0 bar für 28000 Lastspiele nach AD‑S1 bzw. S2
- Rührwerkslasten für 2 Mio. Lastwechsel
Berechnung in RFEM
Nachdem aus den Einzellastfällen fünf Lastfallgruppen gebildet und das FE‑Netz erzeugt wurde, erfolgte die Ermittlung der Schnittgrößen, Spannungen und Verformungen in RFEM.
Neben der allgemeinen Spannungsanalyse wurden auch Ermüdungsnachweise infolge Druck-schwankung und Rührwerksbelastung durchgeführt.
| Tragwerksplanung | Peter & Partner Ingenieur- und Sachverständigengesellschaft für Strukturmechanik, Much www.ifs-peter-partner.com |
