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FEM-Lebensdauerberechnung für eine TÜV-Abnahme. Ermüdungsanalyse Abgasgehäuse nach AD-Merkblatt S2

von Roland Schmidt (Autor)

Technischer Bericht 2016 14 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Anlagenbau

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Ermüdungsanalyse des Abgasgehäuses nach der AD-Merkblatt S2 ... 1

Berechnung der Vergleichsspannungsschwingbreite und Vergleichsmittelspannung ... 1

Berechnung der zulässigen Spannungsschwingbreite bei bekannter Lastspielzahl ... 4

Berechnung der zulässigen Lastspielzahl bei bekannter Spannungsschwingbreite ... 7

Berechnung der Deckel, Schrauben und Dichtungen mit Zusatzkräften ... 8

Berechnung der Deckel, Schrauben und Dichtungen nach AD-Merkblatt B0/B7 ... 9

Berechnung der erforderlichen Deckel-Wanddicke mit der Finiten Elemente Methode ... 11

Zusammenfassung ... 13

Ermüdungsanalyse des Abgasgehäuses nach der AD-Merkblatt S2

Das vorliegende Gehäuse wird für Versuchszwecke verwendet. Im Betrieb treten Druckschwankungen von maximal 3.0 bar und minimal – 0,8 bar bei einer maximalen Wandtemperatur von 200°C auf.

Für diese Betriebsbedingungen wird eine Lebensdauerberechnung durchgeführt und nachgewiesen, dass das Abgasgehäuse mindestens 1000 Lastzyklen standhält.

Berechnungsgrundlage ist das AD- Merkblatt S2 „Beanspruchung auf Weschselspannung“

Berechnung der erforderlichen Deckel-Wanddicke mit der Finiten Elemente Methode

Zur Absicherung voriger AD-Merkblatt-Berechnung inder nur Flächenlasten aber keine Einzelkräfte berücksichtigt werden können, wird der Deckel 942 x 1124 mittels FEM nachgerechnet.

Es wird mit der gewählten Wanddicke = 30 mm und einem E-Modul = 200 000 N/mm2 gerechnet.

Die berechneten Biegespannungen müssen unter den zulässig primären Biegespannungen liegen:

s Betriebsdruck Primär Biegespannung = 195 N/mm2

s Prüfdruck Primär Biegespannung = 363 N/mm2

Berechnung der Biegespannung ohne Zusatzkräfte

Betriebsdruck: Zulässig, da die maximale Biegespannung = 183.9 N/mm2

kleiner als 195 N/mm2 ist.

[Abbildungen werden in dieser Leseprobe nicht angezeigt]

Prüfdruck: Nicht zulässig, da die maximale Biegespannung = 367.9 N/mm2

größer als 363 N/mm2 ist.

[Abbildungen werden in dieser Leseprobe nicht angezeigt]

Berechnung der Biegespannung mit Zusatzkräfte

Betriebsdruck: Zulässig, da die maximale Biegespannung = 188.18 N/mm2

kleiner als 195 N/mm2 ist.

[Abbildungen werden in dieser Leseprobe nicht angezeigt]

Prüfdruck: Nicht erforderlich

Zusammenfassung:

Auch mit den Zusatzkräften ist die Deckelwanddicke von 30 mm zulässig. Es wird aber empfohlen, aufgrund der beim Prüfdruck leicht über-schrittenen zulässigen Primär-Biegespannungen die Wanddicke auf 32 mm zu erhöhen.

Details

Seiten
14
Jahr
2016
ISBN (eBook)
9783668334090
ISBN (Buch)
9783668334106
Dateigröße
728 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v343351
Note
Schlagworte
FEM Finite Elemente ermüdungsanalyse fatique Lebensdauerberechnung

Autor

  • Roland Schmidt (Autor)

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Titel: FEM-Lebensdauerberechnung für eine TÜV-Abnahme. Ermüdungsanalyse Abgasgehäuse nach AD-Merkblatt S2