Beitrag zur Analyse des Eigenspannungsverhaltens von Composite-Hochdruckspeichern mit metallischem Liner:
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin
Universitätsverlag der TU Berlin
2020
|
| Series: | Institute of Aeronautics and Astronautics: Scientific Series
10 |
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| Online Access: | Volltext Inhaltstext Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXI, 162 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm, 405 g |
| ISBN: | 9783798331792 3798331790 |
| DOI: | 10.14279/depositonce-10442 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
XV
1
EINLEITUNG
1
1.1
STAND
DER
TECHNIK
.............................................................................................
4
1.2
PROBLEMSTELLUNG
................................................................................................
9
1.3
ZIELSETZUNG
UND
METHODIK
.................................................................................
11
2
GRUNDLAGEN
15
2.1
AUFBAU
UND
KONSTRUKTION
VON
GASDRUCKBEHAELTERN
..........................................
15
2.1.1
AUFBAU
UND
SPEZIFIZIERUNG
DES
VERWENDETEN
TYP
III-ATEMLUFTBEHAELTERS
16
2.1.2
AUFTEILUNG
DER
MECHANISCHEN
BEANSPRUCHUNG
IM
HYBRIDVERBUND
.
.
24
2.2
EIGENSPANNUNGEN
IM
HYBRIDBEHAELTER
...............................................................
27
2.2.1
AUTOFRETTAGE-PROZESS
...........................................................................
28
2.2.2
SPANNUNGSGLEICHGEWICHT
IM
HYBRID-BEHAELTER
....................................
29
2.2.3
OERTLICHE
VERTEILUNG
UND
STREUUNG
DER
EIGENSPANNUNG
.....................
31
2.3
ALTERUNGSBEDINGTER
EIGENSPANNUNGSABBAU
......................................................
32
2.3.1
ALTERUNGSEFFEKTE
IM
METALL-LINER
....................................................
33
2.3.2
ALTERUNG
DES
FASER-KUNSTSTOFF-VERBUNDES
..........................................
35
2.4
VERSAGEN
UND
LEBENSDAUER
.................................................................................
37
2.4.1
STREUUNG
DER
LASTWECHSELFESTIGKEIT
......................................................
37
2.4.2
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
LASTWECHSELFESTIGKEIT
UND
EIGENSPANNUNG
.
39
2.4.3
ANSAETZE
AUS
DER
BETRIEBSFESTIGKEIT
ZUR
LEBENSDAUERABSCHAETZUNG
.
.
40
2.4.4
VERSAGENSBILDER
..................................................................................
45
3
METHODEN
ZUR
EIGENSPANNUNGSANALYSE
47
3.1
METHODIK
............................................................................................................
47
3.1.1
PRUEFPROGRAMM
DER
KUENSTLICHEN
ALTERUNG
..........................................
47
3.1.2
DIREKTE
VERFAHREN
ZUR
EIGENSPANNUNGSMESSUNG
............................
50
3.1.3
INDIREKTE
VERFAHREN
-
VERFORMUNGSANALYSE
.......................................
51
3.1.4
INDIREKTE
VERFAHREN
-
ANALYSE
DER
STRUKTURDYNAMIK
...................
51
3.2
EIGENSPANNUNGSANALYSE
MITTELS
FEA
...............................................................
54
3.2.1
AUFBAU
UND
VERIFIKATION
DES
FE-MODELLS
.............................................
54
3.2.2
SIMULATIONEN
DER
EIGENSPANNUNGSVERTEILUNG
.......................................
56
3.2.3
VALIDIERUNG
DES
SIMULATIONSMODELLS
......................................................
58
3.2.4
SIMULATION
DES
DYNAMISCHES
VERHALTENS
.............................................
59
3.3
EXPERIMENTELLE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
.........................................................
62
3.3.1
ZERSTOERENDE
EIGENSPANNUNGSERMITTLUNG
VIA
FREISCHNITTVERFAHREN
.
.
62
3.3.2
DEHNUNGSUEBERWACHUNG
VIA
DMS
UND
OPTISCHER
MESSVERFAHREN
....
65
3.3.3
EXPERIMENTELLE
MODALANALYSE
(EMA)
...................................................
68
INHALTSVERZEICHNIS
4
ERGEBNISSE
75
4.1
NUMERISCHE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
...................................................................
75
4.1.1
EIGENSPANNUNGSVERTEILUNG
IM
BEHAELTER
.................................................
75
4.1.2
STRUKTURDYNAMISCHE
ANALYSE
................................................................
77
4.2
EXPERIMENTELLE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
.............................................................
80
4.2.1
NEUZUSTAND
UND
REALE
ALTERUNG
..........................................................
80
4.2.2
BEANSPRUCHUNGSBEGLEITENDE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
...........................
81
4.2.3
AUSWIRKUNGEN
VON
EXTREMBEANSPRUCHUNGEN
........................................
90
4.2.4
LOKALE
EFFEKTE
...........................................................................................
93
4.3
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
LASTWECHSELFESTIGKEIT
.......................................................
96
4.3.1
ERMITTELTE
LASTWECHSELZAHLEN
BIS
ZUM
VERSAGEN
..................................
96
4.3.2
ABHAENGIGKEIT
ZWISCHEN
EIGENSPANNUNG
UND
LASTWECHSELFESTIGKEIT
.
.
100
5
LEBENSDAUERABSCHAETZUNG
103
5.1
NENNSPANNUNGSKONZEPT
.........................................................................................
104
5.1.1
DEFINITION
DER
BEANSPRUCHUNG
....................................................................
104
5.1.2
DEFINITION
DER
WOEHLERLINIE
..........................................................................
105
5.1.3
BERUECKSICHTIGUNG
BAUTEILSPEZIFISCHER
EINFLUSSFAKTOREN
............................
106
5.2
OERTLICHES
KONZEPT
..................................................................................................
106
5.2.1
DEFINITION
DES
SCHAEDIGUNGSPARAMETERS
....................................................
106
5.2.2
DEFINITION
DER
SCHAEDIGUNGSWOEHLERLINIE
.....................................................
108
5.2.3
GROESSENEINFLUSS
............................................................................................
109
5.3
STREUUNG
DER
MITTELSPANNUNG
................................................................................
109
5.4
SCHADENSAKKUMULATION
............................................................................................
110
5.5
ANWENDUNG
UND
BEWERTUNG
DES
LEBENSDAUERMODELLS
..........................................
111
5.5.1
BERECHNUNG
DER
LEBENSDAUER
MITTELS
OERTLICHEN
KONZEPTS
......................
112
5.5.2
EXPERIMENTELLER
ABGLEICH
DER
SCHAEDIGUNGSWOEHLERLINIE
.........................
114
5.5.3
BERUECKSICHTIGUNG
DER
STREUUNG
DER
MITTELSPANNUNG
...............................
115
5.5.4
BEWERTUNG
BERECHNETER
BAUTEIL-
UND
BEANSPRUCHUNGSPARAMETER
...
115
5.6
ANWENDUNGSSZENARIEN
............................................................................................
117
5.6.1
GEGENUEBERSTELLUNG
KONSTANTER
BEANSPRUCHUNGSZUSTAENDE
......................
118
5.6.2
DEFINITION
FIKTIVER
LASTKOLLEKTIVE
..............................................................
119
5.6.3
SCHADENSAKKUMULATION
BEI
KOMPLEXEN
BEANSPRUCHUNGSZUSTAENDEN
.
.
121
5.6.4
BEWERTUNG
DES
LEBENSDAUERMODELLS
...........................................................
124
6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
127
6.1
ZUSAMMENFASSUNG
..................................................................................................
127
6.2
DISKUSSION
.................................................................................................................
132
6.3
AUSBLICK
.....................................................................................................................
135
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
137
TABELLENVERZEICHNIS
142
XII
INHALTSVERZEICHNIS
LITERATURVERZEICHNIS
145
A
WEITERFUEHRENDE
BEHAELTERINFORMATIONEN
159
A.L
DETAILS
DER
UNTERSUCHTEN
ATEMLUFTBEHAELTER
........................................................
159
A.2
ERMITTELTE
CHEMISCHE
ZUSAMMENSETZUNG
DES
LINERMATERIALS
..........................
159
A.3
ERMITTELTE
OBERFLAECHENRAUIGKEITEN
DES
LINERS
..................................................
160
A.4
BEHAELT
ER
INFORMATIONEN
AUS
DEM
HYCOMP-PROJEKT
............................................
161
A.5
COMPOSITE-WERKSTOFFKENNWERTE
...........................................................................
162
XIII
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
XV
1
EINLEITUNG
1
1.1
STAND
DER
TECHNIK
.
4
1.2
PROBLEMSTELLUNG
.
9
1.3
ZIELSETZUNG
UND
METHODIK
.
11
2
GRUNDLAGEN
15
2.1
AUFBAU
UND
KONSTRUKTION
VON
GASDRUCKBEHAELTERN
.
15
2.1.1
AUFBAU
UND
SPEZIFIZIERUNG
DES
VERWENDETEN
TYP
III-ATEMLUFTBEHAELTERS
16
2.1.2
AUFTEILUNG
DER
MECHANISCHEN
BEANSPRUCHUNG
IM
HYBRIDVERBUND
.
.
24
2.2
EIGENSPANNUNGEN
IM
HYBRIDBEHAELTER
.
27
2.2.1
AUTOFRETTAGE-PROZESS
.
28
2.2.2
SPANNUNGSGLEICHGEWICHT
IM
HYBRID-BEHAELTER
.
29
2.2.3
OERTLICHE
VERTEILUNG
UND
STREUUNG
DER
EIGENSPANNUNG
.
31
2.3
ALTERUNGSBEDINGTER
EIGENSPANNUNGSABBAU
.
32
2.3.1
ALTERUNGSEFFEKTE
IM
METALL-LINER
.
33
2.3.2
ALTERUNG
DES
FASER-KUNSTSTOFF-VERBUNDES
.
35
2.4
VERSAGEN
UND
LEBENSDAUER
.
37
2.4.1
STREUUNG
DER
LASTWECHSELFESTIGKEIT
.
37
2.4.2
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
LASTWECHSELFESTIGKEIT
UND
EIGENSPANNUNG
.
39
2.4.3
ANSAETZE
AUS
DER
BETRIEBSFESTIGKEIT
ZUR
LEBENSDAUERABSCHAETZUNG
.
.
40
2.4.4
VERSAGENSBILDER
.
45
3
METHODEN
ZUR
EIGENSPANNUNGSANALYSE
47
3.1
METHODIK
.
47
3.1.1
PRUEFPROGRAMM
DER
KUENSTLICHEN
ALTERUNG
.
47
3.1.2
DIREKTE
VERFAHREN
ZUR
EIGENSPANNUNGSMESSUNG
.
50
3.1.3
INDIREKTE
VERFAHREN
-
VERFORMUNGSANALYSE
.
51
3.1.4
INDIREKTE
VERFAHREN
-
ANALYSE
DER
STRUKTURDYNAMIK
.
51
3.2
EIGENSPANNUNGSANALYSE
MITTELS
FEA
.
54
3.2.1
AUFBAU
UND
VERIFIKATION
DES
FE-MODELLS
.
54
3.2.2
SIMULATIONEN
DER
EIGENSPANNUNGSVERTEILUNG
.
56
3.2.3
VALIDIERUNG
DES
SIMULATIONSMODELLS
.
58
3.2.4
SIMULATION
DES
DYNAMISCHES
VERHALTENS
.
59
3.3
EXPERIMENTELLE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
.
62
3.3.1
ZERSTOERENDE
EIGENSPANNUNGSERMITTLUNG
VIA
FREISCHNITTVERFAHREN
.
.
62
3.3.2
DEHNUNGSUEBERWACHUNG
VIA
DMS
UND
OPTISCHER
MESSVERFAHREN
.
65
3.3.3
EXPERIMENTELLE
MODALANALYSE
(EMA)
.
68
INHALTSVERZEICHNIS
4
ERGEBNISSE
75
4.1
NUMERISCHE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
.
75
4.1.1
EIGENSPANNUNGSVERTEILUNG
IM
BEHAELTER
.
75
4.1.2
STRUKTURDYNAMISCHE
ANALYSE
.
77
4.2
EXPERIMENTELLE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
.
80
4.2.1
NEUZUSTAND
UND
REALE
ALTERUNG
.
80
4.2.2
BEANSPRUCHUNGSBEGLEITENDE
EIGENSPANNUNGSANALYSE
.
81
4.2.3
AUSWIRKUNGEN
VON
EXTREMBEANSPRUCHUNGEN
.
90
4.2.4
LOKALE
EFFEKTE
.
93
4.3
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
LASTWECHSELFESTIGKEIT
.
96
4.3.1
ERMITTELTE
LASTWECHSELZAHLEN
BIS
ZUM
VERSAGEN
.
96
4.3.2
ABHAENGIGKEIT
ZWISCHEN
EIGENSPANNUNG
UND
LASTWECHSELFESTIGKEIT
.
.
100
5
LEBENSDAUERABSCHAETZUNG
103
5.1
NENNSPANNUNGSKONZEPT
.
104
5.1.1
DEFINITION
DER
BEANSPRUCHUNG
.
104
5.1.2
DEFINITION
DER
WOEHLERLINIE
.
105
5.1.3
BERUECKSICHTIGUNG
BAUTEILSPEZIFISCHER
EINFLUSSFAKTOREN
.
106
5.2
OERTLICHES
KONZEPT
.
106
5.2.1
DEFINITION
DES
SCHAEDIGUNGSPARAMETERS
.
106
5.2.2
DEFINITION
DER
SCHAEDIGUNGSWOEHLERLINIE
.
108
5.2.3
GROESSENEINFLUSS
.
109
5.3
STREUUNG
DER
MITTELSPANNUNG
.
109
5.4
SCHADENSAKKUMULATION
.
110
5.5
ANWENDUNG
UND
BEWERTUNG
DES
LEBENSDAUERMODELLS
.
111
5.5.1
BERECHNUNG
DER
LEBENSDAUER
MITTELS
OERTLICHEN
KONZEPTS
.
112
5.5.2
EXPERIMENTELLER
ABGLEICH
DER
SCHAEDIGUNGSWOEHLERLINIE
.
114
5.5.3
BERUECKSICHTIGUNG
DER
STREUUNG
DER
MITTELSPANNUNG
.
115
5.5.4
BEWERTUNG
BERECHNETER
BAUTEIL-
UND
BEANSPRUCHUNGSPARAMETER
.
115
5.6
ANWENDUNGSSZENARIEN
.
117
5.6.1
GEGENUEBERSTELLUNG
KONSTANTER
BEANSPRUCHUNGSZUSTAENDE
.
118
5.6.2
DEFINITION
FIKTIVER
LASTKOLLEKTIVE
.
119
5.6.3
SCHADENSAKKUMULATION
BEI
KOMPLEXEN
BEANSPRUCHUNGSZUSTAENDEN
.
.
121
5.6.4
BEWERTUNG
DES
LEBENSDAUERMODELLS
.
124
6
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
127
6.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
127
6.2
DISKUSSION
.
132
6.3
AUSBLICK
.
135
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
137
TABELLENVERZEICHNIS
142
XII
INHALTSVERZEICHNIS
LITERATURVERZEICHNIS
145
A
WEITERFUEHRENDE
BEHAELTERINFORMATIONEN
159
A.L
DETAILS
DER
UNTERSUCHTEN
ATEMLUFTBEHAELTER
.
159
A.2
ERMITTELTE
CHEMISCHE
ZUSAMMENSETZUNG
DES
LINERMATERIALS
.
159
A.3
ERMITTELTE
OBERFLAECHENRAUIGKEITEN
DES
LINERS
.
160
A.4
BEHAELT
ER
INFORMATIONEN
AUS
DEM
HYCOMP-PROJEKT
.
161
A.5
COMPOSITE-WERKSTOFFKENNWERTE
.
162
XIII |
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