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Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden MSG-geschweißter Feinblechstrukturen aus Aluminium

Shams, Ehsan and Vormwald, Michael
Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V., FAT (Corporate Creator) (2014):
Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden MSG-geschweißter Feinblechstrukturen aus Aluminium.
Berlin, In: FAT - Schriftenreihe, [Online-Edition: https://www.vda.de/de/services/Publikationen/fat-schriftenre...],
[Book]

Abstract

Im Rahmen des Vorhabens wurde ein Konzept zur Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden unter Längs- und Querzug, Biegung sowie unter Schub für den Werkstoff Aluminium erstellt. Die experimentellen Untersuchungen zeigten, dass Ermüdungsrisse meist in der Nahtwurzel und dort an derem Übergang zum Nahtfuß am Nahtende initiieren. Die versagensmaßgebende geometrische Situation der Nahtwurzel sowie der Schweißverbindung insgesamt wurde mittels eines optischen 3D Scanners aufgenommen. Mit diesen Geometrieinformation konnten geometrische und mechanische Modelle erstellt werden. Dies ermöglichte die Berechnung der Kerbspannungen mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente unter Zuhilfenahme der Submodelltechnik. Die Geometrieinformationen dienten darüber hinaus der Entwicklung eines parametrisierten Nahtendmodells, wobei die wesentlichen geometrischen Einflussparameter, allen voran die Kerbradien, eingegeben werden können. Der Algorithmus erstellt ein idealisiertes Nahtendmodell, das zusammen mit der erstellten Vernetzungsrichtlinie das mechanische Modell erzeugt, mit dessen Hilfe die Einwirkungsseite des Betriebsfestigkeitsnachweises, also die Kerbspannung, berechnet wird. In Verbindung mit den Bruchschwingspielzahlen aus den 150 Schwingfestigkeitsversuchen wurde eine konzeptgebundene Kerbspannungswöhlerlinie ermittelt. Somit liegt eine in sich geschlossene Bewertungsmethode nach dem Kerbspannungskonzept für Schweißnahtenden in dünnwandigen Aluminiumstrukturen vor. Hierbei wird die Einwirkung mit dem idealisierten Nahtendmodell berechnet und auf der Widerstandsseite mit der konzeptgebundenen Wöhlerlinie verglichen. Das Verfahren ist derzeit noch in der Anwendung beschränkt auf die genannten dünnwandigen Aluminiumstrukturen. Perspektivisch im Rahmen künftiger Forschungsaktivitäten ist avisiert, die Übertragbarkeit der Verfahren und Daten auf weitere und möglichst viele Schweißverbindungskonfigurationen aus Aluminium herzustellen.

Item Type: Book
Erschienen: 2014
Creators: Shams, Ehsan and Vormwald, Michael
Title: Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden MSG-geschweißter Feinblechstrukturen aus Aluminium
Language: German
Abstract:

Im Rahmen des Vorhabens wurde ein Konzept zur Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden unter Längs- und Querzug, Biegung sowie unter Schub für den Werkstoff Aluminium erstellt. Die experimentellen Untersuchungen zeigten, dass Ermüdungsrisse meist in der Nahtwurzel und dort an derem Übergang zum Nahtfuß am Nahtende initiieren. Die versagensmaßgebende geometrische Situation der Nahtwurzel sowie der Schweißverbindung insgesamt wurde mittels eines optischen 3D Scanners aufgenommen. Mit diesen Geometrieinformation konnten geometrische und mechanische Modelle erstellt werden. Dies ermöglichte die Berechnung der Kerbspannungen mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente unter Zuhilfenahme der Submodelltechnik. Die Geometrieinformationen dienten darüber hinaus der Entwicklung eines parametrisierten Nahtendmodells, wobei die wesentlichen geometrischen Einflussparameter, allen voran die Kerbradien, eingegeben werden können. Der Algorithmus erstellt ein idealisiertes Nahtendmodell, das zusammen mit der erstellten Vernetzungsrichtlinie das mechanische Modell erzeugt, mit dessen Hilfe die Einwirkungsseite des Betriebsfestigkeitsnachweises, also die Kerbspannung, berechnet wird. In Verbindung mit den Bruchschwingspielzahlen aus den 150 Schwingfestigkeitsversuchen wurde eine konzeptgebundene Kerbspannungswöhlerlinie ermittelt. Somit liegt eine in sich geschlossene Bewertungsmethode nach dem Kerbspannungskonzept für Schweißnahtenden in dünnwandigen Aluminiumstrukturen vor. Hierbei wird die Einwirkung mit dem idealisierten Nahtendmodell berechnet und auf der Widerstandsseite mit der konzeptgebundenen Wöhlerlinie verglichen. Das Verfahren ist derzeit noch in der Anwendung beschränkt auf die genannten dünnwandigen Aluminiumstrukturen. Perspektivisch im Rahmen künftiger Forschungsaktivitäten ist avisiert, die Übertragbarkeit der Verfahren und Daten auf weitere und möglichst viele Schweißverbindungskonfigurationen aus Aluminium herzustellen.

Series Name: FAT - Schriftenreihe
Volume: 269
Place of Publication: Berlin
Divisions: 13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Steel Constructions and Material Mechanics > Fachgebiet Werkstoffmechanik
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Steel Constructions and Material Mechanics
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences
Date Deposited: 20 Oct 2014 08:19
Official URL: https://www.vda.de/de/services/Publikationen/fat-schriftenre...
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