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Oral-Poster-Präsentation

Bestimmung zyklischer Werkstoffkennwerte für Schweißnähte basierend auf der Härte

Tuesday (03.12.2019)
15:50 - 15:55 Uhr

Zum Nachweis der Ermüdungsfestigkeit von Schweißnähten im Kurzzeitfestigkeitsbereich (N<104), mit dem als Grundlage dienenden Kerbgrunddehnungskonzept, sind zyklische Werkstoffkennwerte zur Beschreibung der Werkstoffkennlinien (üblicherweise der Coffin-Manson-Ansatz für die Dehnungswöhlerlinie und der Ramberg-Osgood-Ansatz für die zyklische Spannungs-Dehnungs-Kurve) notwendig. Eine experimentelle Ermittlung der zyklischen Werkstoffkennwerte kann zum einen aus Zeit- und Kostengründen üblicherweise nicht, zum anderen aufgrund der stark inhomogenen Eigenschaftsverteilung überhaupt nur sehr aufwendig stattfinden.

Für nicht geschweißte Bauteile werden die zyklischen Kennwerte z.B. in der neuen FKM-Richtlinie Nichtlinear oder mit dem Uniform Material Law aus der Zugfestigkeit abgeschätzt. Allerdings können die Werkstoffeigenschaften in den verschiedenen Schweißnahtbereichen lokal stark unterschiedlich ausgeprägt sein. Es muss daher eine Abschätzmethode für die Bestimmung lokaler Festigkeitseigenschaften des Schweißnahtgefüges oder deren Abschätzung aus einer lokal bestimmbaren Größe, wie der Härte, entwickelt werden. Roessle und Fatemi haben bereits mit der sogenannten Hardness Method einen entsprechenden Vorschlag gemacht. Da die verschiedenen Bereiche der Schweißnaht jedoch am besten mit Mikrohärtemessungen charakterisiert werden können, soll die Abschätzung der zyklischen Kennwerte abhängig von der Vickershärte erfolgen.

Zur Ableitung einer solchen Abschätzmethode wurde eine große Datenbank mit zyklischen Kennwerten aus einerseits Literaturquellen und andererseits eigenen Versuchen aufgebaut. Im Beitrag wird gezeigt, wie diese Datenbank zur Ableitung der Abschätzmethode verwendet und die Bewertung der Treffsicherheit dieser neuen Methode vorgenommen wird. Die Treffsicherheit wird mit ähnlichen bereits existierenden Ansätzen verglichen.

Sprecher/Referent:
Winniefred Beisheim
Technische Universität Clausthal
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Alfons Esderts
    Technische Universität Clausthal
  • Dr. Michael Wächter
    Technische Universität Clausthal
  • Dr. Igor Varfolomeev
    Fraunhofer IWM
  • Florian Dittmann
    Fraunhofer IWM
  • Sergii Moroz
    Fraunhofer IWM