Nonlinear Structural Materials Module

Neue Anwendung: „Stress Analysis of a Pressure Vessel“

Druckkessel ermöglichen, dass für Flüssigkeiten oder Gase im Kessel ein wesentlich höherer oder niedrigerer Druck als der Umgebungsdruck aufrecht erhalten werden kann. Ein hoher Druckunterschied erfordert eine entsprechende Kesselauslegung, um ein Versagen mit katastrophalen Folgen zu vermeiden.

Mit der Anwendung „Stress Analysis of a Pressure Vessel“ können Sie eine Gruppe von Komponenten mithilfe einer parametrisierbaren Geometrie überprüfen. Mit der Anwendung kann sichergestellt werden, dass ein Kessel dem herrschenden Innendruck standhält, ohne dass ein festgelegter Grenzwert für den Volumenanteil des Materials überschritten wird, welcher die Streckgrenze überschritten hat. Die orthotrope Plastizität wird mithilfe des Orthotropiekriteriums von Hill berechnet.

Sie können die folgenden Parameter anpassen: Abmessungen des Kessels, Innendruck, Materialeigenschaften und Volumenanteil des Kessels, der die Streckgrenze überschreiten darf. Die Anwendung gibt folgende Ergebnisse aus: Druck, bei dem das Material zu fließen beginnt, erzielter Volumenanteil unter dem zulässigen Grenzwert und Druck, bei dem der erzielte Volumenanteil den festgelegten Grenzwert erreicht.

Benutzeroberfläche der Anwendung „Stress Analysis of a Pressure Vessel“ – dargestellt werden die Spannungsergebnisse. Benutzeroberfläche der Anwendung „Stress Analysis of a Pressure Vessel“ – dargestellt werden die Spannungsergebnisse.

Benutzeroberfläche der Anwendung „Stress Analysis of a Pressure Vessel“ – dargestellt werden die Spannungsergebnisse.

Verbesserte Formel für geringfügige plastische Dehnungen bei geometrischer Nichtlinearität

Sie können nun die Formel für geringfügige plastische Dehnungen für größere Dehnungen verwenden, ohne dass die Genauigkeit wesentlich beeinträchtigt wird. Wenn Sie im Knoten Plastizität die Option Kleine plastische Verformungen als Plastizitätsmodell auswählen und in der Studie die geometrische Nichtlinearität einbezogen wird, wird mit dem Cauchy-Spannungstensor die Fließfunktion und das plastische Potenzial ermittelt. In vorherigen Softwareversionen wurde stattdessen der zweite Piola-Kirchhoff-Spannungstensor verwendet, wodurch der nutzbare Dehnungsbereich auf wenige Prozent begrenzt war. In einer früheren Version von COMSOL Multiphysics wurde bereits die Option Große plastische Verformungen eingeführt, welche genauer ist, jedoch mehr Rechenleistung beansprucht. Die Formel für geringfügige plastische Dehnungen kann für Dehnungen zwischen wenigen Prozent und bis zu 20 Prozent oder mehr (abhängig von der erforderlichen Genauigkeit) verwendet werden. Für stärkere Dehnungen muss die Option Große plastische Verformungen verwendet werden.

Spannungen aufgrund einer elastoplastischen Kompression eines Rohres, wobei sowohl eine geringfügige Dehnung (links) als auch eine starke Dehnung (rechts) angenommen wird. Spannungen aufgrund einer elastoplastischen Kompression eines Rohres, wobei sowohl eine geringfügige Dehnung (links) als auch eine starke Dehnung (rechts) angenommen wird.

Spannungen aufgrund einer elastoplastischen Kompression eines Rohres, wobei sowohl eine geringfügige Dehnung (links) als auch eine starke Dehnung (rechts) angenommen wird.