Modeling the Inelastic Behavior of Heat Exchangers Accounting for Fluid-Structure Interactions

Der Energiebedarf des Menschen wird immer größer. Die natürlich vorhandenen Energieressourcen sind in einer Form in der Natur und verlangen nach Umwandlung in eine Form, die leicht zugänglich für den Endverbraucher ist. Kraftwerke spielen u.a. eine Rolle in diesem Umwandlungsprozess. Die Umwandlungsprozesse müssen zwei wichtige und aktuelle Probleme einbeziehen - sie sollten hocheffizient und umweltfreundlich sein. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist die Mehrheit der Umwandlungsprozesse durch hohe Temperatur und Druck gekennzeichnet. Allerdings haben diese Bedingungen großen Einfluss auf die Lebensdauer und das ordnungsgemäße Funktionieren der Kraftwerkskomponenten in den Energieumwandlungsprozessen. Typische Folgen sind inelastische Materialverhaltensweisen wie Kriechen und Ermüdung in den Werkstoffen, aus denen die Kraftwerkskomponenten bestehen.

Im Projekt wird sich auf die Modellierung des inelastischen Verhaltens konzentriert, wbei die Anwendung sich auf Wärmetauscher bezieht. Es wird ein inelastisches konstitutives Modell für den T91 Stahl entwickelt - der Stahl ist typisch für den Kraftwerksanlagenbau. Die Parameter in den Modellgleichungen sind identifiziert worden und das Modell zeigt gute Übereinstimmung mit Versuchsdaten. Ein Material-Benutzer-Unterprogramm ist geschrieben worden, um das Modell in die kommerziellen Software ABAQUS zu integrieren. Das Modell wurde verwendet, um das Kriechverhalten einer gekrümmten Rohrleitung aus T91 Stahl zu simulieren.