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Vortrag

Steigerung der zulässigen Schwingfestigkeit von Schweißnähten durch die Berücksichtigung verschiedener Lasteinleitungen

Tuesday (03.12.2019)
16:50 - 17:10 Uhr

Steigerung der zulässigen Schwingfestigkeit von Schweißnähten durch die Berücksichtigung verschiedener Lasteinleitungen

A. Deinböck, M. Wächter, A. Esderts

Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit, TU Clausthal


Das Kerbspannungskonzept hat sich für die Bewertung von geschweißten Bauteilen bewährt und etabliert. Einer seiner Vorteile ist, dass verschiedene Schweißnahtgeometrien mithilfe der selben Wöhlerlinie (basierend auf einer einzigen FAT-Klasse) ausgelegt werden. Im Gegenzug muss die Schweißnaht hierfür allerdings in einem relativ detaillierten FE-Modell abgebildet werden. Werden den mithilfe des Kerbspannungskonzepts berechneten Festigkeiten experimentelle Ergebnisse gegenübergestellt, so fällt das relativ große Streuband (die geringe Treffsicherheit) auf.

Mit Versuchsreihen unterschiedlicher Probengeometrien, gefertigt aus den gleichen geschweißten Grundblechen, konnte die o.g. Streuung reproduziert werden. Es lässt sich ein erkennbarer Zusammenhang zwischen der hochbeanspruchten Schweißnahtlänge, welche aus FE Simulationen ermittelt wird und der experimentell bestimmten Kerbspannungsfestigkeit herstellen. Dieser Effekt ist von nicht geschweißten Bauteilen als statistischer Größeneinfluss bekannt.

Auf der Tagung 2018 wurden bereits die ersten experimentellen Ergebnisse vorgestellt, mit denen sich die o.g. Zusammenhänge ermitteln ließen. In diesem Beitrag hingegen soll gezeigt werden, wie sich der Effekt der statistischen Stützzahl in der rechnerischen Schweißnahtauslegung berücksichtigen lässt und wie stark durch diese Berücksichtigung die Treffsicherheit des Kerbspannungskonzepts verbessert und damit gleichzeitig die zulässige Festigkeit gesteigert werden kann.

Die wesentlichen Aspekte, die der Zuhörer aus dem Beitrag mitnehmen soll sind:

1. Die Wahl der Probenform für die Prüfung von Schweißdetails übt einen nennenswerten Einfluss auf die zu ermittelnde Kerbspannungsfestigkeit aus.

2. Die Untersuchung des Zusammenhangs zeigt, dass die Sreuung der Berechungsergebnisse durch die Berücksichtigung der hochbeanspruchten Schweißnahtlänge reduziert werden kann.

3. Eine statistische Stützzahl, die die Abmessung des hochbeanspruchten Schweißnahtbereichs längs zur Naht beinhaltet, sollte bei der rechnerischen Bauteilauslegung berücksichtigt werden.

 

Sprecher/Referent:
Andreas Deinböck
Technische Universität Clausthal
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Michael Wächter
    Technische Universität Clausthal
  • Prof. Alfons Esderts
    Technische Universität Clausthal
  • Ann-Christin Hesse
    Technische Universität Braunschweig
  • J. Hensel
    Technische Universität Braunschweig
  • Prof. Dr. Klaus Dilger
    Technische Universität Braunschweig