Helmut von Jürgensonn

Elastizität und Festigkeit im Rohrleitungsbau (eBook, PDF)

Statistische Berechnung der Rohrleitungen und ihrer Einzelteile

• Format: PDF

Produktbeschreibung

Die Verwendung höchster Drücke und Temperatur im Rohrleitungs. bau bedingt eine genaue Kenntnis aller auftretenden Kräfte und Span. nungen, die einerseits durch den Betriebsdruck und andererseits durch die Wärmedehnung hervorgerufen werden. Schon beim Entwurf der Rohrleitungsanlage soll der Konstrukteur jeden einzelnen Teil nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten genau prüfen, um ein Höchstmaß an Betriebssicherheit mit einem Mindestmaß an Aufwand zu erzielen. Dazu ist eine genaue Berechnung der Anlage unerläßlich. Die im folgenden behandelten Fragen verdanken ihre ausführliche Klärung in erster Linie der Entwicklung der Höchstdrucktechnik. Hier besteht in besonderem Maße die Notwendigkeit, die zu erwartenden Kräfte und Beanspruchungen rechnerisch so genau wie möglich zu er· fassen, um die Bemessung und die Werkstoff aus wahl sinnvoll vor nehmen zu können. Dieses Buch soll dazu dienen, diese Aufgabe schnell und sicher durchzuführen. Auch die Verwendung der DIN-Normen entbindet den Konstrukteur nicht von der Verpflichtung zur rechneri schen Nachprüfung, soweit es sich um Anlagen für Temperaturen über 0 400 C handelt. Selbstverständlich können die gleichen Berechnungsverfahren sinn gemäß auch für Rohrleitungen niederer und mittlerer Drücke und Temperaturen angewandt werden. Der Höchstdruck-Rohrleitungsbau hat sich den Forderungen der Industrie entsprechend äußerst rasch und stetig entwickelt. Die in zwischen gesammelten Erfahrungen und durchgeführten theoretischen Untersuchungen haben es ermöglicht, auch Hochdruckanlagen für 0 mehr als 600 C Dampf temperatur erfolgreich zu bauen. Es ist klar, daß Anlagen für so hohe Temperaturen und entsprechend hohen Druck (160 atü) nur bei sorgfältigster Berechnung jedes einzelnen Teiles ohne Risiko gebaut werden können.

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Produktdetails

• Verlag: Springer-Verlag GmbH
• Seitenzahl: 380
• Erscheinungstermin: 13. März 2013
• Deutsch
• ISBN-13: 9783642529030
• Artikelnr.: 54084701

Inhaltsangabe

Einführung.- A. Festigkeitsberechnung der Rohre.- I. Allgemeine Grundlagen.- 1. Grundbegriffe der Festigkeitslehre.- 2. Einfluß der Temperatur und der Zeit.- 3. Kerbschlagzähigkeit.- II. Rohrwerkstoffe und ihre Eigenschaften.- 1. Unlegierte und legierte Rohrstähle.- 2. Elastizitätsmodul.- 3. Begriff der Sicherheit.- III. Einfluß von Druck und Temperatur auf die Rohrwand.- 1. Ermittlung der Wanddicke für einfache Fälle.- 2. Wanddickenberechnung für dickwandige Rohre.- 3. Spannungsverteilung in dickwandigen Rohren unter Innendruck.- 4. Wanddickenberechnung für Sonderfälle (Abzweigstücke).- 5. Einfluß der Wärmespannungen im Rohr.- IV. Die Wärmedehnung und ihr Ausgleich.- 1. Allgemeine Grundlagen.- 2. Künstlicher Dehnungsausgleich.- a) Stopfbüchsenausgleicher.- b) Linsenausgleicher.- c) Metallschlauchausgleicher.- d) Kugelgelenkkompensatoren.- e) Lyrabogenausgleicher.- 3. Natürlicher Dehnungsausgleich.- 4. Rechnerische Grundlagen für die Wärmedehnung.- 5. Begriff der Vorspannung.- B. Elastizitätsberechnung der Rohrleitungen.- I. Berechnungsgrundlagen.- 1. Biegungsmoment und Biegungsspannung im Rohr.- 2. Drehmoment und Drehspannung im Rohr.- II. Berechnung der Elastizität von ebenen Rohrsystemen.- 1. Grundbegriffe der Berechnung.- a) Ebene Rohrsysteme mit Gelenkfestpunkten.- b) Ebene Rohrsysteme mit Einspannfestpunkten.- c) Ebene Systeme einerseits eingespannt, andererseits mit Gelenkfestpunkt.- d) Zusammenfassender Vergleich der bisherigen Annahmen.- 2. Biegungsverhältnisse im gekrümmten Rohr.- a) Querschnittsabplattung und Kármánsche Zahl.- b) Einfluß der Kármán-Theorie auf die Spannungsverhältnisse in Bogenrohren.- c) Lorenzsche Zahl.- d) Berechnungsgrundlagen für Bogenrohre.- 3. Verschiedene Berechnungsverfahren ebener Rohrsysteme.- a) Berechnungsvorschlag des Verfassers.- b) Berechnungsverfahren nach Marbec.- c) Berechnungsart nach M. Cutchan und S. Crocker.- d) Verfahren nach C. T. Mitchell.- e) Verfahren nach F. Peiter und M. J. Fish.- f) Berechnung von Sonderfällen.- g) Kritischer Vergleich der behandelten Berechnungsverfahren.- III. Berechnung der Elastizität räumlicher Systeme.- 1. Berechnungsgrundlagen.- 2. Berücksichtigung der Bogen in räumlichen Systemen.- 3. Verschiedene Berechnungsverfahren für räumliche Rohrsysteme.- a) Berechnung nach Abel.- b) Berechnungsvorschlag des Verfassers.- c) Berechnung nach M. Cutchan und S. Crocker.- d) Berechnung nach Mitchell.- e) Berechnung windschiefer Systeme nach Müllenhoff.- f) Kritischer Vergleich der Berechnungsverfahren.- IV. Zusammenfassende Beurteilung der Elastizitätsberechnung.- 1. Einfluß von Druck und Temperatur.- 2. Zusammensetzung der Beanspruchungen.- a) Größtspannungshypothese.- b) Größtdehnungshypothese.- c) Größtschubspannungshypothese.- d) Gestaltsänderungsenergiehypothese.- e) Praktische Anwendung.- C. Berechnung der Flansche und Flanschverbindungen.- I. Allgemeine Grundlagen.- 1. Grundsätzliche Bauarten.- 2. Vorspannung mit Betriebsbelastung.- a) Belastungsfall mit gleichen Federwerten.- b) Belastungsfall mit ungleichen Federwerten.- 3. Der Dichtungsdruck.- 4. Werkstoffauswahl und Eigenschaften.- 5. Temperaturverteilung innerhalb der Flanschverbindung.- II. Elastizität innerhalb der Flanschverbindung.- 1. Federwert der Schrauben.- 2. Federwert des Gewindes.- 3. Federwert der Flanschen.- a) Lose Flanschen.- b) Feste Flanschen.- 4. Federwert der Dichtung und der sonstigen Teile.- III. Beanspruchung innerhalb der Flanschverbindung.- 1. Beanspruchung der Schrauben.- 2. Beanspruchung der Flanschen.- a) Berechnung nach DIN 2506 bzw. 2505.- b) Vorschlag von Timoshenko.- c) Vorschlag von E. Siebel und Schwaigerer.- d) Einige weitere Berechnungsvorschläge.- 3. Wärmespannungen in einem Flansch.- 4. Lebensdauer der Flanschverbindung.