Elastisch-plastische Versagensanalyse eines Rohres bei großen Verformungen

Die Versagensanalyse eines Rohres ist in einer Vielzahl von industriellen Bereichen wichtig, namentlich in der offshore Öl- und Gasgewinnung. Solche Simulationen sind im Allgemeinen schwierig, da das Verhalten des Rohres bei großen Knotenverschiebungen/Dehnungen und das elastisch-plastische Materialverhalten bei großen Dehnungen sehr genau modelliert werden müssen. Die Berechnung muss verlässliche und exakte Ergebnisse erzielen, da vom vorhergesagten Verhalten viele wichtige konstruktive Entscheidungen abhängen. Da die Genauigkeit der Simulation sehr wichtig ist, wird das notwendige Vertrauen in einen FE-Code am Besten durch den Vergleich von numerischen mit experimentellen Daten anhand verschiedener typischer Rohrformen erreicht.

Unten sehen sie Ergebnisse von numerischen Berechungen mit ADINA und experimentellen Versuchen, wie sie bei Tenaris durchgeführt wurden (siehe Ref [1]). In diesem Fall wurde ein Rohr getestet, welches mit einem Ring zum Verhindern des Beulens ausgerüstet war. Die Bilder sind selbsterklärend. Die Animation oben zeigt ein typisches Versagensverhalten, wenn der Aussendruck auf das Rohr erhöht wird.

Erstes Testrohr

Erstes Testrohr – Finite Element Netz

Erstes Testrohr – ADINA Ergebnisse im Vergleich mit experimentellen Daten

Zweites Testrohr, mit Rille

Zweites Testrohr, Finite Element Netz

Zweites Testrohr – ADINA Ergebnisse im Vergleich mit experimentellen Daten

Es wird deutlich, dass die Übereinstimmung der ADINA Ergebnisse mit den Testdaten sehr gut ist. Das ist eine hervorragende Validierung der in ADINA verwendeten Analysemethoden. Weitere Informationen zu der Berechnung finden sie in der Referenz.

Referenz
1. R. G. Toscano, L. O. Mantovano, P. M. Amenta, R. F. Charreau, D. H. Johnson, A. P. Assanelli and E. N. Dvorkin, „Collapse arrestors for deepwater pipelines. Cross-over mechanisms“, Computers & Structures, Vol. 86, pp. 728-743, 2008.