Innendruck von Rohrstäben

In RFEM und RSTAB kann man neben einer Biege-, Torsions-, Längs- und Dehnungslast auch einen Innendruck für Stäbe mit kreisförmigen Hohlquerschnitten definieren und berechnen. Die aus der Innendrucklast folgenden Umfangsspannungen und Axialspannungen werden mittels der "Kesselformel" ausgewertet und an die Bemessungsmodule zur Überlagerung mit den restlichen Spannungen aus den Schnittgrößen übergeben.

Dabei errechnen sich die Spannungen aus Innendruck wie folgt:
Mittlere Umfangsspannung σ_u = (p x d_i) / (2 x s)
Längsspannung σ_x = (p x d_i²) / (4 x s x (d_i + s))

Wobei
p = Innendruck
d_i = Innendurchmesser
s = Wanddicke

Diese Spannungen aus Innendruck haben generell keinen Effekt auf die Verformungen. Erst nach Aktivierung des "Bourdon"-Effekts in den Berechnungsparametern wird abhängig von der Axialspannung, Umfangsspannung und der zugehörigen Materialsteifigkeit eine axiale Längsdehnung aufgebracht (Berücksichtigung der Querdehnung). Dabei führt ein positiver Innendruck zu einer Verlängerung des Stabelements. Ist das Stabelement an beiden Seiten elastisch oder starr fixiert, führt die Verlängerung aus Innendruck zu einer Zwangsbelastung, welche weitere Schnittgrößen hervorruft.

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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