Beiwerte zur Berechnung maximal zulässiger Einzellasten an Stutzen in zylindrischen Behälterschalen und deren Vergleich mit DIN EN 13445‐3

Die Ergebnisse einer Parameterstudie werden vorgestellt, in der die Beanspruchungen im Verschneidungsbereich von Stutzen mit der Behälterschale infolge von Axialkraft und Momenten in Längs‐ und Umfangsrichtung mit der Finite‐Elemente‐Methode (FEM) berechnet wurden. Durch den untersuchten Betrachtungsumfang wird ein weiter Bereich der in der Praxis vorkommenden Anwendungsfälle abgedeckt. Die Ergebnisse werden in Form von Spannungsbeiwerten dargestellt, die direkt vergleichbar sind mit den entsprechenden Berechnungsbeiwerten C1, C2 und C3 nach DIN EN 13445‐3. Die Spannungsbeiwerte aus FEM‐Berechnungen sind, bis auf Stutzen geringer Wanddicke, größer als die Werte nach den Kurven der DIN‐Norm. Die Unterschiede zwischen den Spannungsbeiwerten werden auf die vereinfachenden Annahmen zur analytischen Berechnung der dimensionslosen Schnittlasten zurückgeführt, die den Spannungsbeiwerten der DIN EN 13445‐3 zugrunde liegen. The results of a parameter study are presented in which the stresses in the intersection area of nozzles with the vessel shell due to axial force and moments in the longitudinal and circumferential directions were calculated using the finite‐element method (FEM). The scope of the study covers a wide range of practical applications. The results are presented in the form of stress coefficients that are directly comparable with the corresponding calculation coefficients C1, C2 and C3 according to DIN EN 13445‐3. The stress coefficients from FEM calculations are – except nozzles with small wall thickness – larger than the values according to the curves of the DIN standard. The differences between the stress coefficients are attributed to the simplifying assumptions for the analytical calculation of the non‐dimensional sectional loads, on which the stress coefficients of DIN EN 13445‐3 are based. Der Beitrag befasst sich mit der Auslegung von Stutzen in zylindrischen Behälterschalen. Es wurden die Beanspruchungen im Verschneidungsbereich von Stutzen und Behälterschale mit der Finite‐Elemente‐Methode berechnet. Die Ergebnisse der Studie werden verglichen mit den entsprechenden Berechnungsbeiwerten C1, C2 und C3 nach DIN EN 13445‐3.