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Beurteilung des Druckbehälters für SELFRAG AG
Simulation gemäß EN 13445 Anhang C

Beurteilung des Druckbehälters für SELFRAG AG mit Simulation

Branche: Maschinen- und AnlagenbauFachgebiet: Strukturmechanik

SELFRAG AG ist spezialisiert auf die Entwicklung von Hochspannungsimpulsleistungsprodukten, -anlagen und -systemen zur selektiven Fragmentierung verschiedener Feststoffe.

Zusammenfassung

Aufgabe

Für ihr Spannungsimpulssystem haben die Ingenieure von SELFRAG AG einen neuen druckbeaufschlagten Hochspannungsschalter entwickelt. CADFEM half ihnen bei der Durchführung der Druckbehälteranalyse.

Lösung

Zur Vervollständigung der Behälterbewertung wurde ein FEM-Modell des kompletten Druckbehälters erstellt.

Kundennutzen

Die FE-Analyse mit ANSYS in Kombination mit CADFEM-Expertise ermöglichte es den Ingenieuren, wertvolle Zeit zu sparen und die Gefäßbewertung effizient durchzuführen.

Projektdetails

Aufgabe

Die Firma SELFRAG AG ist spezialisiert auf die Entwicklung, Konstruktion und Vermarktung von Hochspannungsimpulsleistungsprodukten, Anlagen und Systemen zur selektiven Fragmentierung verschiedener Feststoffe.
Die SELFRAG konzentriert sich auf das Scale-up der in der Mineralstoffindustrie benötigten Aufbereitungsstufen. Die Ziele sind die Erhöhung der Ausbeute und des Grades bei gleichzeitiger Senkung des Energieverbrauchs im Zerkleinerungskreislauf im Bergbau.
Für ihr Spannungsimpulssystem hat SELFRAG einen neuen druckbeaufschlagten Hochspannungsschalter entwickelt.
Zu Beginn der Entwurfsphase erstellte CADFEM ein Verifikationskonzept für den Druckbehälter, das von der Zertifizierungsbehörde Swiss TS genehmigt wurde.CADFEM führte dann die Verifikationsanalysen gemäss EN 13445 Anhang C mittels numerischer Methoden durch.


Nutzen für den Kunden

Die FE-Analyse mit ANSYS ermöglicht die Bewertung von unkonventionellen Designs innerhalb eines einzigen Modells, was für diese spezielle Anwendung notwendig war. Die Verifikation des Druckbehälters nach EN 13445 Anhang C, hat den Vorteil, dass eine Klassifizierung oder Linearisierung der Spannungen nicht notwendig ist, was bei der Auswertung der FE-Ergebnisse Ingenieurzeit spart.
Die Festigkeit der 174 Schrauben nach VDI 2230 wurde mit Hilfe der CADFEM ANSYS-Erweiterung "Bolt Assessment inside ANSYS" effizient bewertet, im Vergleich zu einer manuellen Entnahme und externen Auswertung der Schraubenlasten.
Dank einer projektspezifischen Schulung ist die SELFRAG AG in der Lage, die zukünftigen Verifikationsanalysen im Hause durchzuführen.


Lösung

Es wurde ein FEM-Modell des kompletten Druckbehälters erstellt, das den Einfluss von Innendruck, Temperatur, Betriebsgewicht und Schraubenvorspannung berücksichtigte. Der Druckbehälter wurde analysiert:

  • globale plastische Verformung
  • progressive plastische Verformung unter zyklischer Belastung
  • Stabilität von faserverstärkten Rohren durch eine nichtlineare Knickanalyse
  • Schraubenfestigkeit nach VDI 2230

Die Festigkeit des Druckbehälters wurde erfolgreich mit dem Prüfdruck in einem experimentellen Test verifiziert.

 


Geschäftsführer

Produkt-Anwendungen im Projekt