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Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden MSG-geschweißter Feinblechstrukturen aus Aluminium

Shams, Ehsan ; Vormwald, Michael:
Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden MSG-geschweißter Feinblechstrukturen aus Aluminium.
[Online-Edition: https://www.vda.de/de/services/Publikationen/fat-schriftenre...]
FAT - Schriftenreihe, 269. Berlin
[Buch], (2014)

Offizielle URL: https://www.vda.de/de/services/Publikationen/fat-schriftenre...

Kurzbeschreibung (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.

Typ des Eintrags: Buch
Erschienen: 2014
Autor(en): Shams, Ehsan ; Vormwald, Michael
Titel: Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißnahtenden MSG-geschweißter Feinblechstrukturen aus Aluminium
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (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.

Reihe: FAT - Schriftenreihe
Band: 269
Ort: Berlin
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering > Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik > Werkstoffmechanik
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering > Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering
Hinterlegungsdatum: 20 Okt 2014 08:19
Offizielle URL: https://www.vda.de/de/services/Publikationen/fat-schriftenre...
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