Ermüdungsbewertung auf Basis von Finite Elemente Analysen ist in der Automobilindustrie weit verbreitet. Die Behandlung von Schweißkonstruktionen wie sie beim Fahrwerk oder in der Karosserie auftreten, ist nach wie vor Gegenstand aktueller Forschung. In diesem Paper wird erläutert, wie mit Hilfe von Knotenkräften und -momenten die lokalen Spannungen und Belastungszustände in Schweißverbindungen bestimmt werden können. Die Vorgehensweise erfolgt dabei in drei Schritten: - Bestimmung der Linienlasten entlang der Schweißnaht auf Basis der Knotenkräfte der angrenzenden Elemente. Drei verschiedene Methoden zur Linienlastbestimmung wurden hinsichtlich Genauigkeit und Sensibilität auf Netzgröße und -qualität untersucht. - Umrechnung der Linienlasten in Strukturspannungen nach der Plattentheorie. Die Umwandlung der Linienkräfte und -momente quer zur Nahtrichtung in Strukturspannungen erfolgt mit Hilfe analytischer Gleichungen. - Abschätzung der Kerbspannungen auf Basis der Strukturspannungen an den kritischen Punkten der Naht. Die Schweißnahtgeometrie und die wichtigsten Schweißnahtfehler sind in den Strukturspannungen enthalten, sodass die Schweißnähte bezüglich ihrer Lebensdauer mit Hilfe einer Master-Wöhlerkurve auch quantitativ bewertet werden können. Durch die Verwendung von Knotenkräften und -momenten wird die Netzabhängigkeit der berechneten Spannungen reduziert. Zusätzlich ermöglicht diese Methode die Berücksichtigung der wichtigsten Geometrie-Parameter der Schweißnaht (z. B.: Nahtanstiegswinkel, Nahtdicke, Durchschweißgrad etc.). Die Möglichkeiten und Grenzen der Methode werden anhand eines Anwendungsbeispiels diskutiert.
Lebensdauerabschätzung von geschweißten Strukturen basierend auf Knotenkräften
Fatigue assessment of welded structures based on nodal forces
2007
26 Seiten, 27 Bilder, 2 Tabellen, 15 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Lebensdauerabschaetzung von geschweissten Strukturen basierend auf Knotenkraeften
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