Zur Untersuchung des Einflusses von Aussparungen an Rohren auf das mechanische Verhalten der Rohre werden Drucklastversuche und Berechnungen nach der Methode der finiten Elemente durchgeführt; die Ergebnisse werden mit einigen halbempirischen Lösungen verglichen. Die Druckversuche zum Knicken der Rohre werden an einem hydraulischen Heber (maximale Last 20 Tonnen, Hub 150 mm) mit Endkappen aus kohlenstoffarmem Stahl ausgeführt. Wegen der geringen verfügbaren Last werden an Stelle von Stahlrohren Rohre aus PVC Polyvinylchlorid) als Probekörper genommen. Die maximale Rohrlänge beträgt 1,285 m; das Verhältnis des äußeren Rohrdurchmessers D zur Wanddicke T soll zwischen 20 und 60 liegen. Die Versagensform soll ein Euler-Versagen und nicht ein örtliches Knicken sein. Der Durchmesser der Aussparung d soll zwischen 0 und dem 0,8-fachen von D liegen. Zur Messung der zentralen Rohrbiegung werden vier lineare variable Differentialmeßwandler eingesetzt; die Befestigung erfolgt magnetisch; die Ergebnisse werden von einem x-y-Schreiber aufgezeichnet. Die Belastung wird in Stufen von 500 N bis zum Versagen des Werkstoffs durchgeführt. Die Finite-Element-Analyse stützt sich hauptsächlich auf eine Knickanalyse und verwendet für die Rohre ohne Loch eine Unvollständigkeitsamplitude. Bei den halbempirischen Verfahren finden die Effekte der Einschnürung, des Biegemoments und der Spannungskonzentration eine besondere Berücksichtigung. Die Darstellung des Verhältnisses der Knicklast eines Rohres mit Loch zu der eines Rohres ohne Loch gegen d/D zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen den experimentellen und den halbempirischen Werten mit einer Maximalabweichung von 14,3 %. Die maximale Abweichung zwischen den halbempirischen und den Finite-Element-Ergebnisssen beträgt 12,7 %. Bei der Darstellung des gleichen Knicklastverhältnisses gegen D/T liegt die maximale Abweichung zwischen beiden theoretischen Verfahren bei 10,7 %. Dieses Knicklastverhältnis wächst bei gegebenen Wert von d/D mit zunehmender Entfernung des Lochauschnitts von der Mitte der Rohrlänge; dieser Effekt nimmt mit fallenden Werten von d/D zu.


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    Title :

    Behaviour of pipes with a circular hole subjected to compressive loading


    Additional title:

    Verhalten von Rohren mit einem kreisförmigen Loch, die einer Druckbelastung unterworfen werden


    Contributors:
    Hoon, K.H. (author) / Soh, A.K. (author)

    Published in:

    Strain ; 33 , 1 ; 21-27


    Publication date :

    1997


    Size :

    7 Seiten, 13 Bilder, 1 Tabelle, 7 Quellen




    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    English