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26. Januar 2021

Hydrostatischer Druck auf Behälterstrukturen

Ein Fluid mit konstanter Dichte im homogenen Schwerefeld übt auf seine umfassende Behälterwandung einen hydrostatischen Druck nach dem Pascal'schen Gesetz aus.

Diese Belastung kann in RFEM in einem Lastfall mittels der freien Rechtecklasten sehr effizient simuliert werden.

Die freie Rechtecklast ist eine Flächenlastfunktion zur Definition von Drucklasten auf Flächen. Der Einflussbereich dieses speziellen Last-Typs wird durch einen frei im Raum schwebenden Quader definiert, welcher alle zugeordneten Flächen innerhalb des Quaders belastet. Dabei beschreiben zwei Punkte auf einer Projektionsebene die Seitenansicht und die Flächenausdehnung der zugeordneten Elemente die Länge des Definitionsquaders.

Die Simulation eines hydrostatischen Drucks erfordert, dass der Druck an jedem Behälterpunkt senkrecht auf die Wandung drückt und linear mit dem Abstand zum Flüssigkeitsspiegel gemäß dem Pascal'schen Gesetz ansteigt.

Eine senkrechte Wirkung zur Wandung erreicht man durch Wahl der Lastrichtung z "Lokal bezogen auf wahre Fläche". Den linearen Verlauf abhängig vom Flüssigkeitsspiegelstand erreicht man durch Umschalten auf einen linearen Lastverlauf in die jeweilige Richtung und Zuweisung der Lastordinaten an den Definitionspunkten auf der Projektionsebene (oben Null, unten Wert nach Formel).

Tipp: Durch Änderung der Lage des oberen Definitionspunkts p1 und der Lastordinate an der Stelle p2 lassen sich sehr schnell verschiedene Flüssigkeitsstände simulieren.


Autor

Herr Niemeier ist für die Entwicklung von RSTAB, RFEM, RWIND Simulation und den Bereich Membranbau zuständig. Zudem beschäftigt er sich mit Qualitätssicherung und Kundensupport.

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