Methodenentwicklung zur Charakterisierung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen hochfester Stähle

Thomas Fössl

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Um Leichtbau in industriellen Anwendungen effizient betreiben zu können ist es nicht nur notwendig hochfeste Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen von über 700 MPa zu verwenden, sondern auch den zur Verfügung stehenden Bauraum und die Fertigungstechnologie auszunutzen. Schneid-, Umform- und Schweißprozesse werden für die Formgebung der optimierten Bauteile am häufigsten eingesetzt. Das Ergebnis dieser Verfahrensschritte sind meist komplexe dünnwandige Strukturen mit hoher Verwindungssteifigkeit. Neuartige Fügetechniken sowie die Kenntnis der temperaturabhängigen Materialeigenschaften rücken speziell durch die gestiegenen Anforderungen in der Schweißtechnik immer weiter in den Vordergrund. Für die betriebsfeste Auslegung von Schweißverbindungen bilden die lokalen Konzepte eine wesentliche Vereinfachung bei der Bauteildimensionierung. Ausgehend von virtuellen Bauteilgeometrien werden die lokalen Spannungen an Schweißnähten ermittelt und auf die Gesamtstrukturen übertragen. Herstellungsbedingte Eigenspannungen, Phasenumwandlungsprozesse und Verfahrensparameter finden nur eingeschränkt Beachtung und können nicht explizit bewertet werden. Aus einer großen Anzahl von durchgeführten Schweißversuchen werden daher Schweißprozessparameter wie die Streckenenergie, Schweißgeschwindigkeit, und die topographische Ausbildung der Schweißzone abgeleitet und auf ein thermo- mechanisch gekoppeltes Simulationsmodell übertragen. Werkstoff- und Schweißprozessparameter bestimmen die örtlich auftretenden Spannungen und werden nachfolgend für die Berechnung der Schädigung herangezogen. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur Integration des Eigenspannungszustandes eines komplexen, geschweißten Strukturbauteils aus hochfesten Feinkornbaustahl in der Bauteilauslegung dargestellt. Die tatsächliche Betriebsbelastung wird den Mittelspannungen überlagert und mittels der Lebensdauerberechnungssoftware FEMFAT hinsichtlich der Ermüdung ausgewertet. Die berechnete lokale Bauteilschädigung wird anhand von Schwingfestigkeitsuntersuchungen validiert.
Titel in ÜbersetzungMethodical contribution to the fatigue life assessment of welded high-strength steel structures
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Buchmayr, Bruno, Beurteiler A (intern)
  • Eichlseder, Wilfried, Betreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2011

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Eigenspannungen
  • Schwingfestigkeit
  • Hochfester Stahl
  • Schweißverbindungen

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