TY - CHAP A1 - Hübel, Hartwig A1 - Rudolph, Jürgen A1 - Rother, Klemens A1 - Ziegler, Rainer A1 - Willuweit, Adrian A1 - Lang, Hermann A1 - Deller, Simon T1 - Performance Study of the Simplified Theory of Plastic Zones for the Fatigue Check T2 - Proceedings of PVP2013, ASME 2013 Pressure Vessels and Piping Conference, Paris, 2013 N2 - As elastic-plastic fatigue analyses are still time consuming the simplified elastic-plastic analysis (e.g. ASME Section III, NB 3228.5, the French RCC-M code, paragraphs B 3234.3, B 3234.5 and B3234.6 and the German KTA rule 3201.2, paragraph 7.8.4) is often applied. Besides linearly elastic analyses and factorial plasticity correction (Ke-factors) direct methods are an option. In fact, calculation effort and accuracy of results are growing in the following graded scheme: a) linearly elastic analysis along with Ke correction, b) direct methods for the determination of stabilized elastic-plastic strain ranges and c) incremental elastic-plastic methods for the determination of stabilized elastic-plastic strain ranges. The paper concentrates on option b) by substantiating the practical applicability of the simplified theory of plastic zones STPZ (based on Zarka’s method). Application relevant aspects are particularly addressed. Furthermore, the applicability of the STPZ for arbitrary load time histories in connection with an appropriate cycle counting method is discussed. Note, that the STPZ is applicable both for the determination of (fatigue relevant) elastic-plastic strain ranges and (ratcheting relevant) locally accumulated strains. This paper concentrates on the performance of the method in terms of the determination of elastic-plastic strain ranges and fatigue usage factors. The additional performance in terms of locally accumulated strains and ratcheting will be discussed in a future publication. Y1 - 2013 SN - 978-0-7918-5564-5 U6 - https://doi.org/10.1115/PVP2013-97137 SP - 1 EP - 9 PB - ASME CY - New York, NY ER - TY - BOOK A1 - Hübel, Hartwig T1 - Vereinfachte Fließzonentheorie : auf Grundlage der Zarka-Methode N2 - Für eine Lebensdauervorhersage veränderlich belasteter Tragwerke, etwa des Anlagen- und Maschinenbaus sowie des Bauingenieurwesens, werden die zyklisch akkumulierten Verzerrungen und ggf. auch die elastisch-plastischen Dehnschwingbreiten benötigt. Die Vereinfachte Fließzonentheorie (VFZT) ist eine direkte Methode, die Abschätzungen dieser und aller anderen mechanischen Größen im elastischen und im plastischen Einspielzustand liefert. Das vorliegende Buch stellt die VFZT ausführlich dar und legt Wert darauf, dass sich nicht nur Wissenschaftler, sondern auch in der Praxis tätige Ingenieure sowie Studierende höherer Semester ein Bild von den Möglichkeiten und Grenzen machen können. Zahlreiche Abbildungen und Anwendungsbeispiele unterstützen das Verständnis. KW - Vereinfachte Fließzonentheorie KW - Shakedown KW - Ratcheting KW - progressive Deformation KW - Plastizieren KW - zyklische Belastung Y1 - 2015 UR - http://www.springer.com/gp/book/9783658079215 SN - 978-3-658-07921-5 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-07922-2 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 1. Auflage ER - TY - GEN A1 - Hübel, Hartwig T1 - Simplified Theory of Plastic Zones for cyclic loading and multilinear hardening T2 - International Journal of Pressure Vessels and Piping N2 - The Simplified Theory of Plastic Zones (STPZ) is a direct method based on Zarka's method, primarily developed to estimate post-shakedown quantities of structures under cyclic loading, avoiding incremental analyses through a load histogram. In a different paper the STPZ has previously been shown to provide excellent estimates of the elastic–plastic strain ranges in the state of plastic shakedown as required for fatigue analyses. In the present paper, it is described how the STPZ can be used to predict the strains accumulated through a number of loading cycles due to a ratcheting mechanism, until either elastic or plastic shakedown is achieved, so that strain limits can be satisfied. Thus, a consistent means of estimating both, strain ranges and accumulated strains is provided for structural integrity assessment as required by pressure vessel codes. The computational costs involved typically consist of few linear elastic analyses and some local calculations. Multilinear kinematic hardening and temperature dependent yield stresses are accounted for. The quality of the results and the computational burden involved are demonstrated through four examples. KW - Simplified Theory of Plastic Zones KW - Shakedown KW - Ratcheting KW - cyclic loading KW - progressive deformation KW - elastic-plastic strain range Y1 - 2015 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308016115000289 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2015.03.002 SN - 0308-0161 IS - 129-130 SP - 19 EP - 31 ER - TY - GEN A1 - Hübel, Hartwig A1 - Willuweit, Adrian A1 - Rudolph, Jürgen A1 - Ziegler, Rainer A1 - Lang, Hermann A1 - Rother, Klemens A1 - Deller, Simon T1 - Performance study of the simplified theory of plastic zones and the Twice-Yield method for the fatigue check T2 - International Journal of Pressure Vessels and Piping N2 - As elastic–plastic fatigue analyses are still time consuming the simplified elastic–plastic analysis (e.g. ASME Section III, NB 3228.5, the French RCC-M code, paragraphs B 3234.3, B 3234.5 and B3234.6 and the German KTA rule 3201.2, paragraph 7.8.4) is often applied. Besides linearly elastic analyses and factorial plasticity correction (Ke factors) direct methods are an option. In fact, calculation effort and accuracy of results are growing in the following graded scheme: a) linearly elastic analysis along with Ke correction, b) direct methods for the determination of stabilized elastic–plastic strain ranges and c) incremental elastic–plastic methods for the determination of stabilized elastic–plastic strain ranges. The paper concentrates on option b) by substantiating the practical applicability of the simplified theory of plastic zones STPZ (based on Zarka's method) and – for comparison – the established Twice-Yield method. The Twice-Yield method is explicitly addressed in ASME Code, Section VIII, Div. 2. Application relevant aspects are particularly addressed. Furthermore, the applicability of the STPZ for arbitrary load time histories in connection with an appropriate cycle counting method is discussed. Note, that the STPZ is applicable both for the determination of (fatigue relevant) elastic–plastic strain ranges and (ratcheting relevant) locally accumulated strains. This paper concentrates on the performance of the method in terms of the determination of elastic–plastic strain ranges and fatigue usage factors. The additional performance in terms of locally accumulated strains and ratcheting will be discussed in a future publication. KW - Simplified Theory of Plastic Zones KW - Simplified elastic-plastic fatigue analyses KW - Zarka's method KW - Thermal cyclic loading KW - elastic-plastic strain range Y1 - 2014 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308016114000143 U6 - https://doi.org/doi:10.1016/j.ijpvp.2014.01.003 SN - 0308-0161 IS - 116 SP - 10 EP - 19 ER - TY - GEN A1 - Hübel, Hartwig T1 - Bemerkungen zur Ausnutzung plastischer Querschnitts- und Systemreserven T2 - Stahlbau N2 - Plastische Tragreserven werden im Stahlbau häufig planmäßig in Anspruch genommen und zumindest auf der Bewertungsseite (Verfahren Elastisch - Plastisch der DIN 18800) oder zusätzlich auch auf der Ermittlungsseite der Beanspruchungen (Verfahren Plastisch - Plastisch) quantitativ berücksichtigt. In diesen Nachweisverfahren lauern jedoch einige Gefahren, die nicht immer leicht zu erkennen sind. Einige davon werden in diesem Beitrag angesprochen. KW - Ratcheting KW - progressive Deformation KW - plastische Tragreserven Y1 - 2003 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.200303010 VL - 72 IS - 12 SP - 844 EP - 852 ER - TY - RPRT A1 - Hübel, Hartwig A1 - Kretzschmar, Andreas T1 - Vereinfachte elastisch-plastische Berechnung von Stahltragwerken Y1 - 2003 PB - Selbstverlag CY - Cottbus ER - TY - CHAP A1 - Hübel, Hartwig A1 - König, Claus T1 - Vergleich impliziter (ANSYS) und expliziter (ANSYS/LS-DYNA) dynamischer Analysen T2 - Conference Proceedings of 20. CAD-FEM Users' Meeting 2002 Y1 - 2002 SP - 1 EP - 13 PB - CAD-FEM CY - Grafing bei München ER - TY - CHAP A1 - Kretzschmar, Andreas A1 - Hübel, Hartwig T1 - Implementierung der Vereinfachten Fließzonentheorie in ANSYS T2 - Conference Proceedings of 20. CAD-FEM Users' Meeting 2002 Y1 - 2002 SP - 1 EP - 10 PB - CAD-FEM CY - Grafing bei München ER - TY - CHAP A1 - Hübel, Hartwig T1 - Theoretische Grundlagen und Anwendung der Zarka-Methode T2 - Workshop "Vereinfachte Ermüdungsnachweise" Erlangen, 20.06.2008 N2 - Die Zarka-Methode zur vereinfachten Berechnung elastisch-plastisch beanspruchter Tragwerke wird vorgestellt. Ihre historische Entwicklung und ihr theoretisches Fundament werden dargelegt. An einigen Beispielen (Lochscheibe, dickwandiger Zylinder unter Innendruck, Griffith-crack, Bree-Modell) wird die Notwendigkeit ihrer Weiterentwicklung belegt, aber auch ihr Potential zur Abschätzung sog. post-shakedown quantities mittels weniger linear elastischer Analysen. KW - Zarka-Methode KW - Ratcheting KW - Dehnschwingbreite KW - Bree-Rohr KW - Griffith-crack Y1 - 2008 UR - https://www-docs.b-tu.de/fg-baustatik-fem/public/ubico/Huebel_Hartwig_16014.pdf ER - TY - CHAP A1 - Kretzschmar, Andreas A1 - Hübel, Hartwig T1 - Fortschritte bei der Vereinfachten Fließzonentheorie T2 - 5. Lausitzer FEM-Symposium, Cottbus, 2003 N2 - Die im Rahmen eines aFuE-Vorhabens gewonnenen Erkenntnisse und die daraus abgeleiteten Weiterentwicklungen der Vereinfachten Fließzonentheorie werden vorgestellt und durch Beispiele illustriert. KW - Vereinfachte Fließzonentheorie KW - Ratcheting KW - Dehnschwingbreite KW - Dehnungsakkumulation Y1 - 2003 UR - http://www-docs.tu-cottbus.de/ikmz/public/typo3/ubico/5._FEM_Symposium_20031127_Finale.pptx ER - TY - GEN A1 - Hübel, Hartwig A1 - Kretzschmar, Andreas T1 - Use of Zarka's Method at FHL N2 - Es wird ein historischer Abriss der Zarka-Methode gegeben. Ihre Vor- und Nachteile bei der Ermittlung der Strukturantwort monoton oder zyklisch überelastisch beanspruchter Tragwerken werden abgewogen. Erweiterungen, Verbesserungen und Spezialisierungen in Hinblick auf die Vereinfachte Fließzonentheorie werden erläutert und beispielhaft angewendet (thermal stratification, cylindrical shell under axial temperature step). Anforderungen an die Implementierung in eine FE-Umgebung mittels Makros und User-subroutines werden aufgeführt. Ergebnisse eines gemeinsam mit der CUT durchgeführten Benchmarks (Hertz-contact, Bree-tube) werden vorgestellt. KW - Zarka-Methode KW - Vereinfachte Fließzonentheorie KW - Hertz-Kontakt KW - Bree-Rohr Y1 - 2003 UR - https://www-docs.b-tu.de/fg-baustatik-fem/public/ubico/Huebel_Hartwig_16016.pdf N1 - Vorlesung an der Cracow University of Technology ER -