Festigkeitsnachweis Behälter

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Huhu,

wie führt man den Festigkeitsnachweis für einen Behälter bzw. für seine Wände und Boden durch?

Der Behälter soll rechteckig und „oben“ offen sein, d.h. also (im einfachsten Fall) aus vier Seitenplatten und einer Bodenplatte bestehen (miteinander verschweißt).

a.) Im Behälter befindet sich eine Flüssigkeit.
b.) Im Behälter befindet sich eine Flüssigkeit und zusätzlich soll der Behälter mit einer Flächenlast von „oben“ belastet werden (z.B. indem auf den Behälter etwas drauf gestellt wird)

Vielleicht kann einer von Ihnen/euch mir bei diesem Problem helfen.
Wäre der Behälter zylindrisch, ließe er sich mit bestimmten Formeln rechnen.
Da er aber rechteckig ist, läuft es wohl auf eine dreiseitig einegespannte Platte hinaus, die einer ungleichmäßigen Flächenbelastung(/Druck) ausgesetzt ist.

Vielen Dank im voraus für jede Hilfe und Hinweise.

#2

Hallo,
na dann nenn doch mal paar Daten, Lasten, Abmessungen, gewünschte Größe, Art der Flüssigkeit usw.
Gruß:
Manni

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#3

Hallo,
na dann nenn doch mal paar Daten, Lasten, Abmessungen,
gewünschte Größe, Art der Flüssigkeit usw.
Gruß:
Manni

Hi,

Inwiefern spielen die Daten eine Rolle ?
Ich bräuchte eher Formeln für die Berechnung bzw. für den Nachweis.

Von mir aus, kann ich aber gerne paar Daten wählen.

Behälter: Höhe h=2m ; Breite b=2m ; Länge l=4m
Plattenwerkstoff: Stahl
Flüssigkeit: Wasser (Dichte = 1)
Masse des auf den Behälter aufgebrachten Gegenstands: m = 10t

–> welche Mindestdicke t der Platten ist notwendig?
–> Spannungen in den Platten ?

#4

also bei solchen megaabmessungen solltest du eine dünnwandige zylinderform wählen mit verstärkungen als ringe und verstärkungen unter dem boden
P.S. schau dir mal große weinfässer an
die Zylinderform läßt material einsparen und kann aufgrund ihrer form größere drücke ab als eine „ebene“ plattenwand

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#5

Hallo,
na dann nenn doch mal paar Daten, Lasten, Abmessungen,
gewünschte Größe, Art der Flüssigkeit usw.
Gruß:
Manni

Hi,

Inwiefern spielen die Daten eine Rolle ?

Hallo,
Deine Frage, weshalb Daten, läßt mich Schlimmes befürchten.
Menschenskind, nätürlich braucht man um einen solchen Behälter zu konstruieren Daten. Solch ein langer Behälter muß doch vielfach ausgesteift werden, damit er nicht unter dem Druck der Flüssigkeit die „Backen aufbläst“. Was sind das für 10 t Streckenlast, die von oben wirken?
Wie werden sie eingeleitet? Auf welchem Untergrund steht der Behälter?
Mußt Du aus behördlichen Gründen einen Nachweis erbringen oder ist der Behälter für den Eigenbedarf?
Ich habe 30 Jahre als Konstrukteur gearbeitet. Bei solch einer unklaren Aufgabenstellung wird Dir kein Fachmann helfen können.
Hast Du einen zugelassenen Schweißer? Der Behälter braucht doch auch Kranösen, damit Du ihn bei der Montage überhaupt anschlagen kannst.
Wird das Wasser erst später eingefüllt oder muß der Behälter mit dem Wasser schon transportiert werden?
Das alles sind Aspekte die Du berücksichtigen mußt. Eine bloße Formel für eine Berechnung einer Wandstärke nützt Dir gar nichts.
Deshalb rate ich Dir: Laß die Finger davon und beauftrage eine Firma.
Gruß:
Manni

#6

Hallo,

Inwiefern spielen die Daten eine Rolle ?
Ich bräuchte eher Formeln für die Berechnung bzw. für den
Nachweis.

Dazu gibt es eine wahre Geschichte.
Es musste ein Konstrukteur ein Flüssigkeitsbehälter bauen und er wählte eine viereckige Form.
Er ist darauf entlassen worden.

Soll es ein Swimmingpool werden?

Gruss
Beat

#7

Hallo, Beat
das was Du sagst, hört sich ein bißchen nach „Schmonzes“ an.
Es gibt doch oft Sachzwänge, die keinen runden Behälter zulassen, sondern einen rechteckigen oder quadratischen Behälter erforden.
Ein wichtiger Grund ist oft das größere Volumen.

Gruß aus Deutschland:
Manni

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#8

Hallo,

Inwiefern spielen die Daten eine Rolle ?
Ich bräuchte eher Formeln für die Berechnung bzw. für den
Nachweis.

Dann soll er doch endlich sagen was für ein Zweck sein Behälter erfüllen soll. Ohne Zweck baut man nichts.

Beispiel:
Ist es besser wenn ich Türen und Fenster schliesse oder öffne?
Brauche dringend Formeln.
Inwiefern spielen Daten eine Rolle?

Irgendwie so kommt mir das vor.
Der soll sein Projekt auf den Tisch legen und dann können wir das anschauen.

Der Flüssigkeitsdruck auf ebene Wände steigt bekanntlich linear mit der Tiefe.
Ich nehme jetzt mal an, dass die Flüssigkeit auf der Innenseite des Behälters ist und nicht auf der Aussenseite.
Das Material zum Schweissen muss bekannt sein. Stahl oder rostfrei.
Welche Schweissmethoden sind vorgesehen? Will er Alu?

Wenn das alles feststeht, dann sind die Massnahmen entscheidend, die man den Zeichnungen mitgibt.

Gruss
Beat

#9

Sorry, dass ich mich jetzt erst wieder melde.

Im Behälter wird Kühlschmierstoff gelagert, also sozusagen ein KSS-Tank.
Der Behälter wird mit einem „Standardbaukasten“ fachgerecht zusammengeschweißt.
Selbstverständlich wird der Behälter mit Versteifungen ausgestattet.
Auf den Behälter soll / sollen Filteranlagen montiert werden.

Da ich noch nicht fündig wurde, wie man solch einen Nachweis durchführt und von meinem Studium her, solch ein Thema noch nicht behandelt wurde, suche ich hier um Rat.

Meine Vorstellung der Hilfe, richtete sich dabei an Berechnungsformeln, wie bei der „Balkenberechnung“.
Nur haben wir hier ja kein Balken, sondern eine Platte.
Und ich wollte eher von einem vereinfachten Modell ausgehen.

Mit den vereinfachten Berechnungen sollen die späteren FEM-Ergbenisse verglichen und überprüft werden.

#10

Sorry, dass ich mich jetzt erst wieder melde.

…
Meine Vorstellung der Hilfe, richtete sich dabei an
Berechnungsformeln, wie bei der „Balkenberechnung“.
Nur haben wir hier ja kein Balken, sondern eine Platte.
Und ich wollte eher von einem vereinfachten Modell ausgehen.

Mit den vereinfachten Berechnungen sollen die späteren
FEM-Ergbenisse verglichen und überprüft werden.

Guten Morgen RaL,

eine vereinfachte Rechnung hört da auf wo Versteifungen anfangen (notwendig sind). Klar kann man einen Behälter aus 5 Blechen FAST leicht berechnen (indem man gedanklich den Behälter einfach nur mit Druck von 0,2 Bar füllt und die Bodenplatte weglässt und somit die eigentliche Schwierigkeit der verscheidenen Schweredrücke umgeht. Dabei S ein klein wenig erhöhen, da man stillschweigend Spannungszustände höherer Ordnung unterschlägt -> nur noch 4 Spannungszustände, DAS sollte auf jeden Fall als Gedankenanstoss reichen), nur ist das Ergebnis ebensowenig zufriedenstellend wie wirtschaftlich. Und es taugt allenfalls größenordnungsmäßig zu einem Vergleich mit einer FE-Simulation.
Eine exakte Abbildung dessen was du von Hand rechnest und dessen was dir ein FEM-Programm ausspuckt (vorrausgesetzt man beherrscht das Programm :wink:) ist eigentlich nur bei sehr einfachen Modellen nachvollziehbar.

Grus Mactow

PS: wenn du die Rechnung wirklich so durchziehst prüf mal auf einseitig eingespannten Knickungsfall, ob die „Dose“ auch die Filteranlage trägt.