Berechnung pneumatischer Strukturen - Easy.Vol

Der Formfindungsprozess und die statische Analyse von pneumatischen Strukturen kann mit Easy.Form und Easy.Stat aufgrund der konservativen äußeren Lasten nur als erste Annäherung durchgeführt werden.

Konservative Lasten ändern ihre Größe und Richtung während der Belastung nicht. Der innere Druck in pneumatischen Systemen ist abhängig vom Normalenvektor des Systems, deshalb kann die Verwendung von konservativen Lasten für den inneren Druck nur eine Näherung sein.

In Easy.Vol ändert der innere Druck seine Richtung und Größe in Abhängigkeit von der belasteten Fläche. Deshalb wird von Easy.Vol ein exaktes Modell beschrieben, wobei die Berücksichtigung von Gasgesetzen das realistische Verhalten des Innendrucks gewährleistet: Nur in diesem Fall werden die Membranspannungen in ihrer richtigen Größe bestimmt.

Biogas-Speichersysteme haben oft 2 Membranabdeckungen. Die Außenhülle und die sogenannte Gas Membran. Das Luftvolumen zwischen der äußeren und inneren Schale wird als Luftstützraum bezeichnet. Es ist immer unter Druck.

Das Volumen unter der Gasmembran bildet den sogenannten Gasraum. Es herrschen unterschiedliche Drucksituationen im Gasraum. Wenn der Druck im Gasraum 0 ist, liegt die Gasmembran
auf den Gurten, die von einem zentralen Punkt zu den Silorändern verlaufen. Wenn der Gasdruck maximal ist, wird das Volumen des Gasraums maximal und das Volumen des Luftstützraums minimal.

Easy.Vol erlaubt die schnelle Modellbildung und Berechnung der unterschiedlichen Drucksituationen unter Einbeziehung des Gasgesetztes.

Lastfallberechnungen können durch 3 verschiedene Modi durchgeführt werden: Konstanter Innendruck (p=konstant), konstantes Volumen (V=konstant), konstantes Produkt von Innendruck und Volumen (p∙V=konstant, Gasgesetz von Boyle-Mariotte) oder die allgemeine Gasgleichung (p∙V/T=konstant).

Für mehrlagige, pneumatisch gestützte Kissenkonstruktionen wird sehr häufig ETFE eingesetzt. Mit Easy können beliebig viele Folienkammern modelliert, statisch berechnet und zugeschnitten werden.

Aufblasbare Schlauchsysteme kombiniert mit mechanisch gespannten Membranflächen sind als mechanische Modelle ohne die geeigneten Modellierungstools schwer zu erzeugen. Solche Systeme werden oft in der Luftfahrt (Hangars) im Katastrophenschutz oder auch bei generellen Industrieanwendungen eingesetzt. Easy stellt Ihnen geeignete Methoden und Tools für die Modellbildung und Berechnung zur Verfügung.

Die pneumatisch gespannte Membranfläche ist normalerweise an einer biegesteifen Primärstruktur befestigt. Die allgemeine Interaktion zwischen der pneumatisch beanspruchte Membran und die Primärstruktur wird in Easy durch ein Hybridmodell berücksichtigt. Die Nichtbeachtung der Interaktion führt zu "falschen" Ergebnissen.

Manchmal werden Gurte oder Seile zur Strukturverstärkung verwendet. In Easy können diese Elemente als "auf der Membran befestigt" oder "frei auf der Membran liegend" definiert werden.

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