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[Bente Altdorfer]

Hi, für ein geschweißtes Stahlkühlmittelreservoir für einen Prüfstand – 4 m × 2 m × 1,5 m mit interner Versteifung muss ich die thermische Ausdehnung berücksichtigen. Die Flüssigkeit läuft bei 80-90 °C und fällt dann auf Umgebungstemperatur. Bevor ich Lastfälle für den Behälter und die Versteifungen erstelle, wie detailliert muss die thermische Eingabe sein? In der Praxis gehen Sie von einer einheitlichen ΔT aus und überprüfen selbstverursachte Kräfte, oder erfordern rechteckige Tanks mit interner Versteifung normalerweise eine detailliertere Temperaturverteilung/FEA?

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[Levin Hochstrasser]

Hey. Eine gleichmäßige ΔT ist eine erste Überprüfung. Der Stahlkoeffizient beträgt ~12e-6/K /K, so gibt eine ΔT von ~60 K eine freie Dehnung von ≈7,2e-4; wenn sie vollständig eingeschränkt ist, impliziert das ≈151 MPa (E≈210 GPa), nahe der Streckgrenze für viele Stähle. Führen Sie detaillierte stationäre oder transiente FEA durch, wenn: 1- interne Rahmen oder Aufhängungen die Ausdehnung in der Ebene erheblich einschränken; 2- Sie erwarten Durchstanz- oder Längsgradienten (z.B. geschichtetes Fluid, Oberflächenkühlung); 3 – Schweißnähte und lokale Verbindungen könnten Lasten konzentrieren; oder 4- gleichmäßige ΔT-Ergebnisse nahe an der Streckgrenze, Knick- oder Ermüdungsgrenzen liegen.

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[Quintus Bergerdorf]

Ich schlage vor, zunächst ein gleichmäßiges ΔT-Gesamtgehäuse zu modellieren. Wenn die Spannungen an ihre Grenzen stoßen, erstellen Sie eine realistische Temperaturkarte (konjugierte Wärmeübertragung oder gemessene Daten), fügen Sie realistische Einschränkungen für Stützen und Schweißnähte hinzu, überprüfen Sie Membran- gegen Biegespannungen, führen Sie Knickprüfungen an Platten durch und beurteilen Sie Schweißdetails und Ermüdung.

Lassen Sie die Ausdehnung mit gleitenden Stützen zu, entkoppeln Sie Versteifungen, fügen Sie Dehnungsfugen hinzu oder erhöhen Sie lokal den Querschnitt, um hohe Spannungen zu vermeiden, die durch Einschränkungen verursacht werden. Wenn die vollständig eingeschränkte thermische Spannung etwa 0,6·σ_y (etwa die Hälfte der Streckgrenze) überschreitet, stellen Sie Ausdehnungsspielräume zur Verfügung oder überprüfen Sie das Versteifungs-/Layout- und Schweißdesign erneut.

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