Stabilitätsuntersuchung an zylindrischen Bauteilen mit Ausschnitten unter Axialdruck und Biegebelastung

Uberall findet man in Schalenbauwerken, wie Kamine, Beh~lter, Flugzeuge usw., Ausschnitte, die zum einen den Spannungszustand im Lochbereich und zum anderen das Beulverhalten der Schale stark beeinflussen. Das Spannungsproblem an Schalen wurde zuerst für kleine kreis­ förmige Ausschnitte von LURJE (1) gelöst. Sp~ter zeigten WITHUM (2), LEKKERKERKER (3) und VAN DVKE (4) Lösungen zur Berechnung der Span­ nungen auch urn groBe Kreisausschnitte auf und JUNG (5, 6) entwickel­ te Lösungsmöglichkeiten für beliebige Ausschnittsformen. Das Stabilit~tsproblem für Schalen ohne Ausschnitte ist heute eben­ falls mit für die Belange des Bauwesens hinreichender Genauigkeit gelöst. Die grundlegende Arbeit wurde von DONNELL (7) schon 1933 veröffentlicht. Darauf aufbauend erschienen für die Berechnung von isotropen Metallzylindern sehr viele Veröffentlichungen, von denen nur die Arbeiten von FLÜGGE (8), PFLÜGER (9), SCHULZ (10), HARRIS und SUER (11), KAPPUS (12) erwMhnt werden sollen. Für die Berechnung der Beullasten von Zylindern aus isotropen Baustoffen (z. B. GFK­ Zylinder) wurden von WANG (13), SCHULZ (10), GIENKE (14) und NONHOFF (15, 16) Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. Für das Beulproblem bei Schalen mit Ausschnitten liegt bislang noch keine in der Praxis anwendbare Lösung vor. Zwar haben ALMROTH und HOLMS (17) gezeigt, daB das Beulverhalten von Zylindern mit unver­ steiften Ausschnitten unter Axialdruck mit Hilfe der Methode der finiten Differenzen, wenn auch mit groBem Aufwand, berechnet wer­ den kann. Sie konnten auch an kurzen, nahtlosen, sehr genau gefer­ tigten Aluminiumzylindern eine gute Ubereinstimmung zwischen Ex­ periment und Rechenergebnis nachweisen.