A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Auswirkung von monotoner und zyklischer Belastung auf die Undichtheit eines Tankbodenecks
10.1002/stab.200810065.abs
Das geschweißte Tankbodeneck eines vertikalen Lagertanks ist eine der gefährdetsten Stellen des Tanks. Füllen und Entleeren oder Erdbeben führen durch das Abheben des Tankbodenecks zu hohen plastischen Dehnungen im Schweißnahtbereich des Tankbodenecks. Einbrandkerben am Übergang von der Kehlnaht zum Grundmaterial verursachen Risse im Kerbgrund, die wachstumsfähig sind und die Undichtheit des Tanks zur Folge haben. Ein geo‐metrisch und materiell nichtlineares Finite‐Elemente‐Modell für zwei typische Tankgeometrien (hoher und breiter Tank) wird vorgestellt und mit der Ermittlung der Risstriebkraft (J‐Integral) für Risse im Grund von gegebenen Kerben kombiniert. Bei monotoner Belastung werden die berechneten J‐Integrale mit experimentell ermittelten J‐Integral‐Rissverlängerungswerten verglichen und kritische Kerb‐ und Risstiefen festgestellt. Bei zyklischer Belastung wird ein Low‐Cycle‐Fatigue‐Konzept für einen wachstumsfähigen Riss im Kerbgrund vorgestellt. Zusätzlich wird ein Schädigungsindikator aktiviert. Die Ergebnisse werden zu einer Aussage über die mögliche Undichtheit infolge intensiver plastischer Verformung in Verbindung mit Risswachstum zusammengefasst.
Effect of monotonic and cyclic loading on the leaking of a shell to bottom attachment of a tank. The welded shell‐to‐bottom joint of a vertical liquid storage tank is one of the most endangered parts of a tank. Either filling as well as emptying or an earthquake excitation may lead to an uplift yielding high plastic strains near the welding seam of the shell to bottom attachment. Penetration notches near welding seams usually appear initiating a crack in the notch root. This crack may grow and cause leaking of the tank. A geometrically as well as materially non‐linear finite element model for two relevant geometrical settings (tall tank and broad tank) is developed and combined with the crack driving force (J‐integral) investigation for cracks in the root of notches with given depths. For monotonic loading the calculated J‐integrals are compared with experimentally found J‐integral‐crack elongation values to find out the critical notch and/or crack depths. Due to cyclic loading the Low Cycle Fatigue concept for a growing crack in the notch root is applied. In addition, a damage indicator analysis is performed. These results are combined to find out whether the junction suffers leakage due to intensive plastic deformation combined with crack propagation.
Auswirkung von monotoner und zyklischer Belastung auf die Undichtheit eines Tankbodenecks
10.1002/stab.200810065.abs
Das geschweißte Tankbodeneck eines vertikalen Lagertanks ist eine der gefährdetsten Stellen des Tanks. Füllen und Entleeren oder Erdbeben führen durch das Abheben des Tankbodenecks zu hohen plastischen Dehnungen im Schweißnahtbereich des Tankbodenecks. Einbrandkerben am Übergang von der Kehlnaht zum Grundmaterial verursachen Risse im Kerbgrund, die wachstumsfähig sind und die Undichtheit des Tanks zur Folge haben. Ein geo‐metrisch und materiell nichtlineares Finite‐Elemente‐Modell für zwei typische Tankgeometrien (hoher und breiter Tank) wird vorgestellt und mit der Ermittlung der Risstriebkraft (J‐Integral) für Risse im Grund von gegebenen Kerben kombiniert. Bei monotoner Belastung werden die berechneten J‐Integrale mit experimentell ermittelten J‐Integral‐Rissverlängerungswerten verglichen und kritische Kerb‐ und Risstiefen festgestellt. Bei zyklischer Belastung wird ein Low‐Cycle‐Fatigue‐Konzept für einen wachstumsfähigen Riss im Kerbgrund vorgestellt. Zusätzlich wird ein Schädigungsindikator aktiviert. Die Ergebnisse werden zu einer Aussage über die mögliche Undichtheit infolge intensiver plastischer Verformung in Verbindung mit Risswachstum zusammengefasst.
Effect of monotonic and cyclic loading on the leaking of a shell to bottom attachment of a tank. The welded shell‐to‐bottom joint of a vertical liquid storage tank is one of the most endangered parts of a tank. Either filling as well as emptying or an earthquake excitation may lead to an uplift yielding high plastic strains near the welding seam of the shell to bottom attachment. Penetration notches near welding seams usually appear initiating a crack in the notch root. This crack may grow and cause leaking of the tank. A geometrically as well as materially non‐linear finite element model for two relevant geometrical settings (tall tank and broad tank) is developed and combined with the crack driving force (J‐integral) investigation for cracks in the root of notches with given depths. For monotonic loading the calculated J‐integrals are compared with experimentally found J‐integral‐crack elongation values to find out the critical notch and/or crack depths. Due to cyclic loading the Low Cycle Fatigue concept for a growing crack in the notch root is applied. In addition, a damage indicator analysis is performed. These results are combined to find out whether the junction suffers leakage due to intensive plastic deformation combined with crack propagation.
Auswirkung von monotoner und zyklischer Belastung auf die Undichtheit eines Tankbodenecks
Wasicek, Manfred (author) / Fischer, Franz Dieter (author) / Kolednik, Otmar (author)
Stahlbau ; 77 ; 524-530
2008-07-01
7 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Auswirkung von monotoner und zyklischer Belastung auf die Undichtheit eines Tankbodenecks
| Online Contents | 2008
| Springer Verlag | 2023
Biegezugprüfung mit zyklischer Belastung
| Tema Archive | 2001