Stabilität längsversteifter stählerner Kreiszylinderschalen unter zentrischem Axialdruck: theoretische Grundlagen und baupraktischer Beulsicherheitsnachweis
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| Language: | German |
| Published: |
1994
|
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INHALTSVERZEICHNIS
ANLAGENVERZEICHNIS
.
IX
1
EINLEITUNG
.
1
2
ZUSAMMENSTELLUNG
DER
WICHTIGSTEN
BEZEICHNUNGEN
UND
ABKUERZUNGEN
5
3
GRUND-,
HAUPT
UND
STABILITAETSGLEICHUNGEN
DER
EXZENTRISCH
ENGVERSTEIFTEN
KZS
UNTER
AXIAL
DRUCKBEANSPRUCHUNG
-
IDEALISIERUNG
ALS
KONSTRUKTIV
INHOMOGENES
KONTINUUM
.
11
3.1
ALLGEMEINES
.
11
3.2
GRUNDGLEICHUNGEN
.
13
3.2.1
UEBERBLICK
.
13
3.2.2
KOORDINATENSYSTEM
UND
GEOMETRIE
.
14
3.2.3
WERKSTOFFUNABHAENGTGE
GRUNDGLEICHUNGEN
.
15
3.2.4
WERKSTOFFABHAENGIGE
GRUNDGLEICHUNGEN
.
18
3.3
HAUPT
UND
STABILITAETSGLEICHUNGEN
.
20
3.3.1
UEBERBLICK
.
20
3.3.2
HAUPTGLEICHUNGEN
.
24
3.3.3
STABILITAETSGLEICHUNGEN
.
27
3.3.4
ANFANGS-NACHBEULTHEORIE
.
30
II
SJEJTE
4
THEORIE
DER
UNVERSTEIFTEN
ISOTROPEN
KREIS
ZYLINDERCHALE
UNTER
AXIALDRUCKBEAN
SPRUCHUNG
.
33
4.1
ALLGEMEINES
.
33
4.2
IDEALE
BEULNENNSPANNUNG
DER
PERFEKTEN
KZS
.
34
4.2.1
MEMBRANVORBEULZUSTAND
.
35
4.2.1.1
KLASSISCHE
BEULRANDBEDINGUNGEN
.
35
4.2.1.2
ALLGEMEINE
BEULRANDBEDINGUNGEN
.
41
4.2.2
ROTATIONSSYMMETRISCHER
VORBEULZUSTAND
.
44
4.3
NACHBEULVERHALTEN
DER
PERFEKTEN
KZS
.
45
4.4
IMPERFEKTE
KZS
.
52
4.4.1
VOLLSTAENDIGES
LAST-VERFORMUNG-VERHALTEN
DER
IMPERFEKTEN
KZS
.
53
4.4.2
ANFANGS-NACHBEULANALYSE
UNTER
EINBEZIEHUNG
GEOMETRISCHER
IMPERFEKTIONEN.
58
4.5
KONZEPTE
ZUR
ABSCHAETZUNG
REALER
ELASTISCHER
BEULLASTEN
.
61
4.5.1
VERSAGENSHYPOTHESE
VON
PFLUEGER.
62
4.5.2
VERSAGENSHYPOTHESE
VON
KOITER
.63
4.5.3
"LOWER
BOUND
THEORY"
VON
BATISTA/CROLL
.64
4.5.4
KONZEPT
DER
REDUZIERTEN
MEMBRANBEULUNG
VON
WITTEK
.
66
4.5.5
STOERVERFAHREN
VON
WAGENHUBER/DUDDECK
.68
5
THEORIE
DER
EXZENTRISCH
ENG-LAENGSVERSTEIFTEN
KREISZYLINDERSCHALE
UNTER
AXIALDRUCK
BEANSPRUCHUNG
.
71
5.1
ALLGEMEINES
.
71
5.2
IDEALE
BEULNENNSPANNUNG
DER
PERFEKTEN
EXZENTRISCH
ENGVERSTEIFTEN
KREISZYLINDERSCHALE
.
72
5.2.1
MEMBRANVORBEULZUSTAND
-
KLASSISCHE
BEULRANDBEDINGUNGEN
.
72
5.2.1.1
KLASSISCHE
BEULBEDINGUNG
AUF
DER
GRUNDLAGE
DER
DONNELLSCHEN
SCHALENTHEORIE
.
73
5.2.1.2
BEULBEDINGUNG
AUF
DER
GRUNDLAGE
GENAUERER
SCHALENTHEORIEN
.
77
INHALT
III
SEITE
5.2.1.3
EINFLUESSE
AUF
DAS
BEULVERHALTEN
DER
PERFEKTEN
EXZENTRISCH
ENGVERSTEIFTEN
KREISZYLINDERSCHALE
.
85
5.2.1.4
ANALOGIE
ZWISCHEN
DER
EXZENTRISCH
ENG-LAENGSVERSTEIF-
TEN
KREISZYLINDERSCHALE
UND
DEM
ELASTISCH
GEBETTETEN
KNICKSTAB
.
92
5.2.2
MEMBRANVORBEULZUSTAND
-
ALLGEMEINE
BEULRANDBEDINGUNGEN
.
94
5.2.2.1
EXZENTRISCH
ENG-LAENGSVERSTEIFTE
KREISZYLINDERSCHALEN
MIT
GELENKIG
GELAGERTEN
RAENDERN
.
95
5.2.2.2
EXZENTRISCH
ENG-LAENGSVERSTEIFTE
KREIZYLINDERSCHALEN
MIT
BIEGEEINGESPANNTEN
RAENDERN
.
98
5.2.3
ROTATIONSSYMMETRISCHER
VORBEULZUSTAND
.
98
5.3
NACHBEULVERHALTEN
DER
PERFEKTEN
ENG-LAENGSVERSTEIFTEN
KREISZYLINDERSCHALE
.
100
5.3.1
VOLLSTAENDIGE
NACHBEULANALYSE
.
101
5.3.1.1
NACHBEULBERECHNUNGEN
FUER
ORTHOTROPE
BZW.
MITTIG
ENG-LAENGSVERSTEIFTE
KREISZYLINDERSCHALEN
.
101
5.3.1.2
NACHBEULBERECHNUNGEN
FUER
ENG-LAENGSVERSTEIFTE
KREIS
ZYLINDERSCHALEN
.
105
5.3.1.3
KONZEPT
DER
QUASI-VERZERRUNGSFREIEN
MEMBRAN
BEULUNG
FUER
EXZENTRISCH
ENG-LAENGSVERSTEIFTE
KREISZYLINDERSCHALEN
.
107
5.3.2
ANFANGS-NACHBEULANALYSE
.
108
5.4
DIE
IMPERFEKTE
EXZENTRISCH
ENG-LAENGSVERSTEIFTE KREISZYLINDERSCHALE.
112
5.4.1
VOLLSTAENDIGES
LAST-VERFORMUNG-VERHALTEN
DER
IMPERFEKTEN
KREISZYLINDERSCHALE
.
112
5.4.2
ANFANGS-NACHBEULVERHALTEN
UNTER
EINBEZIEHUNG
GEOMETRISCHER
IMPERFEKTIONEN
.
115
5.5
KONZEPTE
ZUR
ABSCHAETZUNG
REALER
BEULLASTEN
EXZENTRISCH
ENG-LAENGS-
VERSTEIFTER
KREISZYLINDERSCHALEN
.
117
5.5.1
BERECHNUNGSMODELL
VON
WALKER/SRIDHARAN
.
117
5.5.2
BERECHNUNGSMODELL
VON
VALSGARD/STEEN
.
121
5.5.3
"LOWER
BOUND
THEORY"
VON
BATISTA/CROLL
.
125
5.6
WEITERE
THEORETISCHE
ARBEITEN
UEBER
ENGVERSTEIFTE
KREIS
ZYLINDERSCHALEN
.
127
IV
SEITE
6
THEORIE
DER
WEIT-LAENGSVERSTEIFTEN
KREISZYLIN
DERSCHALE
UNTER
AXIALDRUCKBEANSPRUCHUNG
.
131
6.1
ALLGEMEINES
.
131
6.2
IDEALE
BEULNENNSPANNUNG
DER
PERFEKTEN
WEIT-LAENGSVERSTEIFTEN
KREISZYLINDERSCHALE
.
133
6.2.1
PERFEKTES
ZYLINDRISCHES
TEILSCHALENFELD
OHNE
BERUECK
SICHTIGUNG
DER
LAENGSTEIFEN
.
133
6.2.2
PERFEKTES
ZYLINDRISCHES
TEILSCHALENFELD
MIT
BERUECK
SICHTIGUNG
DER
LAENGSTEIFEN
.
138
6.3
NACHBEULVERHALTEN
DER
PERFEKTEN
WEIT-LAENGSVERSTEIFTEN
KREISZYLINDERSCHALE
.
142
6.4
DIE
IMPERFEKTE
ELASTISCHE,
WEIT-LAENGSVERSTEIFTE
KREISZYLINDERSCHALE
.
146
6.4.1
IMPERFEKTES
ZYLINDRISCHES
TEILSCHALENFELD
OHNE
BERUECK
SICHTIGUNG
DER
LAENGSSTEIFEN
.
146
6.4.1.1
VOLLSTAENDIGES
LAST-VERFORMUNG-VERHALTEN
DES
IMPERFEKTEN
ZYLINDRISCHEN
TEILSCHALENFELDES
.
146
6.4.1.2
ANFANGSNACHBEULVERHALTEN
DES
ZYLINDRISCHEN
TEILSCHALENFELDES
UNTER
EINBEZIEHUNG
GEOMETRISCHER
IMPERFEKTIONEN
.
148
6.4.2
IMPERFEKTES
ZYLINDRISCHES
TEILSCHALENFELD
MIT
BERUECK
SICHTIGUNG
DER
LAENGSSTEIFEN
.
150
6.5
DIE
IMPERFEKTE,
ELASTOPLASTISCHE,
WEIT-LAENGSVERSTEIFTE
KREIS
ZYLINDERSCHALE
.
152
6.6
KONZEPTE
ZUR
ABSCHAETZUNG
REALER
BEULLASTEN
WEIT-LAENGSVERSTEIFTER
KREISZYLINDERSCHALEN
.
154
6.6.1
BERECHNUNGSMODELL
VON
WALKER/SRIDHARAN
.
155
6.6.2
"LOWER
BOUND
THEORIE"
VON
BATISTA/CROLL
.
157
6.6.3
KONZEPT
DER
REDUZIERTEN
MEMBRANBEULUNG
VON
WITTEK
.
158
6.7
WEITERE
THEORETISCHE
ARBEITEN
UEBER
DISKRET
VERSTEIFTE
KREIS
ZYLINDERSCHALEN
.
160
INHALT
V
SEITE
7
THEORETISCHE
ANSAETZE
UND
ELEMENTE
FUER
DEN
AUFBAU
EINES
KONZEPTES
FUER
DEN
BEULSICHER
HEITSNACHWEIS
LAENGSVERSTEIFTER
KREISZYLINDER
SCHALEN
UNTER
AXIALDRUCKBEANSPRUCHUNG
163
7.1
ALLGEMEINES
.
163
7.2
MOEGLICHE
INSTABILITAETSFORMEN
VERSTEIFTER
KREISZYLINDERSCHALEN
.
166
7.3
LOKALES
STEIFENBEULEN
.
168
7.4
LOKALES
TEILSCHALENFELDBEULEN
.
168
7.4.1
STABILITAETSTHEORETISCHE
KENNGROESSEN
.
168
7.4.2
THEORETISCHE
KONZEPTE
ZUR
ABSCHAETZUNG
REALER
BEULLASTEN
.
171
7.5
GLOBALES
BEULEN
.
174
7.5.1
STABILITAETSTHEORETISCHE
KENNGROESSEN
.
174
7.5.2
THEORETISCHE
KONZEPTE
ZUR
ABSCHAETZUNG
REALER
BEULLASTEN
.
176
7.6
INTERAKTIVES
BEULEN
.
178
7.7
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
DEN
AUFBAU
EINES
KONZEPTES
FUER
DEN
BEUTEICHERHEITSNACHWEIS
LAENGSVERSTEIFTER
KREISZYLINDERSCHALEN
UNTER
AXIALDRUCKBEANSPRUCHUNG
.
178
8
EIGENE
BEULVERSUCHE
AN
STAEHLERNEN
KREIS
ZYLINDERSCHALEN
MIT
ANGESCHWEISSTEN
LAENGS
STEIFEN
UNTER
AXIALDRUCKBEANSPRUCHUNG
IM
ELASTISCH-PLASTISCHEN
BEREICH
.
181
8.1
ALLGEMEINES
.
181
8.2
VERSUCHSPROGRAMM
.
183
8.3
MODELLSCHALEN
.
186
8.3.1
HERSTELLUNG
.
186
8.3.2
ABMESSUNGEN
.
188
8.3.3
GEOMETRISCHE
IMPERFEKTIONEN
.
189
8.3.3.1
MESSUNG
DER
GEOMETRISCHEN
IMPERFEKTIONEN.
189
8.3.3
2
BEREINIGUNG
DER
MESSFEHLER
-
GEOMETRISCHE
IMPERFEKTIONEN.
191
VI
SEITE
8.3.3.3
QUALITATIVE
WERTUNG
DER
GEOMETRISCHEN
IMPERFEKTIONEN
.
193
8.3.4
WERKSTOFF
.
195
8.3.4.1
ALLGEMEINES
.
195
8.34.2
QUETSCHPROBEN
.
197
8.3.4.3
QUETSCHVERSUCHE.
199
8.4
VERSUCHSAUFBAU,
MESSPROGRAMM
.
202
8.4.1
VERSUCHSVORRICHTUNG
.202
8.4.2
BELASTUNGSSYSTEM
.
203
8.4.3
MESSSYSTEME
.
204
8.5
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
205
8.6
VERSUCHSERGEBNISSE
.206
8.6.1
GLOBALES
VERKUERZUNGSVERHALTEN
.
206
8.6.2
DEHNUNGSVERHALTEN
.
208
8.6.3
BEZOGENE
TRAGLASTEN
(TRAGNENNSPANNUNGEN)
.210
8
6.4
BEULVERHALTEN
.
212
8.6.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
VERSUCHSDATEN
.
215
9
AUSWERTUNG
ALLER
VEROEFFENTLICHTEN
UND
DER
EIGENEN
BEULVERSUCHE
AN
LAENGSVERSTEIFTEN
KREISZYLINDERSCHALEN
UNTER
AXIALDRUCK
BEANSPRUCHUNG
.
217
9.1
VERSUCHSDATENBANK
.
218
9.2
VERSUCHSAUSWERTUNG
.
220
9.2.1
ALLE
VERSUCHE
GEMEINSAM
.220
9.2.1.1
STRECKGRENZE
.
221
9.2.1.2
IDEALE
BEULNENNSPANNUNG.
223
9.2.2
VERSUCHE,
BEI
DENEN
LOKALES
BEULEN
MASSGEBEND
WAR
.
226
9.2.3
VERSUCHE,
BEI
DENEN
GLOBALES
BEULEN
MASSGEBEND
WAR
.
230
INHALT
VII
SEITE
10
KONZEPTE
BESTEHENDER
REGELWERKE
FUER
DEN
BAUPRAKTISCHEN
BEULSICHERHEITSNACHWEIS
LAENGSVERSTEIFTER
STAEHLERNER
KREISZYLINDER
SCHALEN
UNTER
AXIALDRUCK
237
10.1
ALLGEMEINES
.
237
10.2
BERUECKSICHTIGUNG
DER
VERSCHIEDENEN
INSTABILITAETSFORMEN
.
240
10.3
WIRKSAME
SCHALENWANDBREITE
.
241
10.4
IDEALE
BEULNENNSPANNUNGEN
.
244
10.4.1
LOKALES
TEILSCHALENFELDBEULEN
.
244
10.4.2
GLOBALES
BEULEN
.
246
10.5
REALE
BEULNENNSPANNUNGEN
.
247
10.6
UEBERPRUEFUNG
DER
NACHWEISKONZEPTE
DER
REGELWERKE
MIT
HILFE
VON
VERSUCHSERGEBNISSEN
.
255
10.6.1
LOKALES
BEULEN
.
258
10.6.2
GLOBALES
BEULEN
.
261
10.7
VERGLEICH
DER
NACHWEISKONZEPTE
DER
REGELWERKE
MITEINANDER
.
263
10.7.1
LOKALES
BEULEN
.
264
10.7.2
GLOBALES
BEULEN
.
265
11
NEUES
KONZEPT
FUER
DEN
BAUPRAKTISCHEN
BEULSICHERHEITSNACHWEIS
LAENGSVERSTEIFTER
STAEHLERNER
KREISZYLINDERSCHALEN
UNTER
AXIALDRUCK
.
267
11.1
ALLGEMEINES
.
267
11.2
GRUNDZUEGE
DES
KONZEPTES
.
268
11.3
BIEGEBEULSPANNUNG,
BEZOGENER
BIEGESCHLANKHEITSGRAD
.
272
11.3.1
WEIT-IAENGSVERSTEIFTE
KZS
-
LOKALES
BEULEN
.
272
11.3.2
ENG-IAENGSVERSTEIFTE
KZS
-
GLOBALES
BEULEN
.
275
11.3.2.1
WIRKSAME
SCHALENWANDBREITE
.
277
11.3.2.2
KREISZYLINDERSCHALE
MIT
GELENKIG
GELAGERTEN
RAENDERN
.
278
VIII
SEITE
11.3.2.3
KREISZYLINDERSCHALE
MIT
BIEGEEINGESPANNTEN
RAENDERN
.
285
11.4
BEULKURVE
.
287
11.5
UEBERPRUEFUNG
DES
NEUEN
NACHWEISKONZEPTES
MIT
HILFE
VON
VERSUCHERGEBNISSEN
.
290
11.5.1
LOKALES
BEULEN
.
292
11.52
GLOBALES
BEULEN
.294
12
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
297
LITERATURVERZEICHNIS
.
299
ANLAGEN
.
345 |
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