Bestimmung von δ bei der Berechnung der zu verstärkenden Fläche für Öffnungen in den ovalen Deckeln von Behältern unter Druck
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Beim Entwerfen fiel mir zufällig auf, dass die berechnete Dicke für die Verstärkung der Anschlüsse an einem ovalen Deckel von der zuvor berechneten Dicke des Deckels unterschiedlich war. Nachdem ich Abschnitt 8.5.1 der Norm GB150 durchgesehen hatte, stellte ich fest, dass es ein Problem gibt, das ich nicht erklären kann: 1. In Formel 8-2 wird der Faktor K1 herangezogen, wobei K1 vom Verhältnis der Längs- und Breitenachsen des Ovals abhängt. Aus Tabelle 7-2 geht hervor, dass dieser Faktor für den Fall gilt, in dem der Deckel unter äußerem Druck steht. In Abschnitt 8.5.1 wird jedoch für Behälter unter innerem Druck gerechnet. Handelt es sich dabei um einen Widerspruch? 2. In Tabelle 7-2 wird festgestellt, dass K1 nach der Formel 【Außendurchmesser des Deckels / 2 × (Tiefe der Krümmung der Deckeloberfläche + Dicke des Deckels)】 bestimmt wird. Dabei gilt für standardmäßige elliptische Deckel ein Wert von 0,9. In diesem Fall beträgt der Wert aus der Formel 【Außendurchmesser des Deckels / 2 × (Tiefe der Krümmung der Deckeloberfläche + Dicke des Deckels)】 2,0. Bei standardmäßigen elliptischen Deckeln beträgt hingegen der Wert von 【Innendurchmesser des Deckels / 2 × Tiefe der Krümmung der Deckeloberfläche】 ebenfalls 2,0. Der Wert von 【Außendurchmesser des Deckels / 2 × (Tiefe der Krümmung der Deckeloberfläche + Dicke des Deckels)】 kann daher offensichtlich nicht 2,0 sein. Wie lässt sich das erklären?1. K bezeichnet das Verhältnis zwischen der Spannung im Zylinderkörper und der maximalen Gesamtspannung an der Decke. Auf dieser Definition basiert eine annähernde Formel: K = (2 + (a/b)²)/6. Wenn a/b = 2 ist, dann gilt K = 1.
2. Wenn Ri = 0,9 Di und r = 0,17 Di gilt, handelt es sich um eine annähernd standardmäßige elliptische Decke. Die großen Bögen der elliptischen Decke können daher als Kugelkappen angesehen werden.
3. Wie bereits erwähnt, wird bei der Berechnung des Außendrucks für eine elliptische Decke wie bei einer Kugelschale vorgegangen. Da die Berechnungen des Außendrucks immer auf dem Außendurchmesser beruhen, ergibt sich die Formel K1 = RO/2h0.
4. K und K1 sind zwei verschiedene Größen. Der scheinbare Widerspruch entsteht dadurch, dass die Ellipse als Kugelschale approximiert wird.