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Schlagworte
- Analytical solution (1)
- Component integrity (1)
- Eddy current (1)
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- Limit load analysis (1)
- Materials testing (1)
- Plastic instability (1)
- Pressure vessel (1)
- Steam generator tube inspection (1)
Die Vorhersage der Beanspruchung bei plastischem Versagen von zylindrischen Druckbehältern wird häufig mittels Finite Elemente Berechnungen durchgeführt. Die Berechnung der zulässigen Beanspruchung erfordert ein elastisch-plastisches Werkstoffmodell und die Berücksichtigung von nichtlinearen geometrischen Effekten. Das plastische Versagen verursacht eine gesamte Strukturinstabilität und kann nicht direkt aus der Finite Elemente Analyse bestimmt werden. In dem vorliegenden Beitrag wird die Beanspruchung für plastisches Versagen eines zylindrischen Druckbehälters mittels eines analytischen Verfahrens basierend auf einem linear elastischen ideal-plastischen Materialmodell bestimmt. Wenn Plastizität auftritt, wird zum einen der Werkstoff als inkompressibel und zum anderen der Tensor der plastischen Dehnungen als parallel zum Spannungsabweichungstensor angenommen. In diesem Fall kann die Spannungs-Dehnungs-Beziehung von Henkel angewendet werden, um den Druck zu berechnen, bei dem plastisches Fließen und Versagen eintritt. Die analytischen Ergebnisse werden von den Finite Elemente Berechnungen vollkommen bestätigt.
Nondestructive Testing (NDT) and fracture mechanics are two different disciplines in applied engineering science. Both areas are very important for the evaluation of the component integrity. Unfortunately the technical understanding in both disciplines is not identically, what lead to misunderstandings. In the present paper, the basic ideas about fracture mechanics and the input parameters coming from the NDT side are explained, concerning the integrity evaluation of the components. The widely used NDT methods are magnetic particle, dye penetrant, electrical eddy currents, radiography and ultrasonics. But not all of these common NDT methods can deliver parameters satisfy the fracture mechanics requirements. The first two can detect only surface-breaking or immediately sub-surface defects. Eddy current can also find defects in deeper sub-surface layers, while radiography and ultrasonics can also find embedded, remote defects. These three methods have furthermore a high potential for defect sizing and are therefore predestined to provide fracture mechanics input parameters. At the example of steam generator tube inspection the interplay of eddy current and fracture mechanics as related to tube integrity will be explained.