Zur Einschätzung der Dauerfestigkeit von Schweißverbindungen werden Modellierungmöglichkeiten am Beispiel des Finite-Element-Programms (FE-Programm) ANSYS vorgestellt; die Modellierung basiert auf dem Kerbspannungskonzept. Das ANSYS-Programm verfügt über Stab-, Scheiben-, Schalen- und Volumenelemente mit verschieden hohen Ansatzfunktionen (linear, quadratisch und höheren Grades). Für die Biege- und Zugspannung an einer Stumpfnaht wird zur Berechnung der maximalen Kerbspannung am Nahtübergang bzw. an der Nnahtwurzel ein Element mit einer linearen und mit einer höheren Ansatzfunktion verwendet, wobei von einer Einheitsbelastung von 1 N/mm2 ausgegangen wird. Die so ermittelten maximalen Kerbspannungen sigma stimmen insbesondere bei Ansatzfunktionen höheren Grades gut mit einem Vergleichsliteraturwert überein. Große Strukturen werden für die FE-Analyse in kleine Einzlbereiche zerlegt; dadurch wird der Rechenaufwand vermindert und sigma auch für komplexe Schweißkonstruktionen zugänglich gemacht. Das Verfahren umfaßt die Generierung eines Superelements aus linearen Einzelbereichen, die Berechnung der Gesamtstruktur mit reduzierter Lösung im Superelement und die vollständige Lösung für das Superlement. Dabei kann auf formulierte Superelemente für häufig wiederkehrende Schweißnähte zurückgegriffen werden. Es besteht auch die Möglichkeit, ohne Generierung eines Superelements ein Grobmodell zu erstellen. Als Beispiel für die Anwendung dieses Verfahrens dient ein Schweißnahtanschluß eines Lagerbocks an der Seitenwand eines Schienenfahrzeugs, der Schwellbelastungen ausgesetzt ist. Dazu wird der Lagerbock als Schalenmodell generiert, wobei ein Kerbradius von 0,7 mm angenommen wird. Die Vernetzung erfolgt mit verschachtelten Submodellen; zuerst werden ein Schalenmodell und dann drei Volumenmodelle verwendet. Zwischen dem Schalenmodell des Lagerbocks und dem kleinsten Submodell nimmt die sigma in der Schweißnaht um mehr als 100 % zu. (Görges, U.)


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    Titel :

    Modellbildung und Vernetzung für Finite-Element-Berechnungen zur Einschätzung der Dauerschwingfestigkeit von Schweißverbindungen


    Weitere Titelangaben:

    Modelling and network generation for finite element calculations in fatigue strength evaluation of welded joints


    Beteiligte:
    Kaßner, M. (Autor:in) / Wohlfahrt, H. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    1997


    Format / Umfang :

    3 Seiten, 4 Bilder, 2 Tabellen, 4 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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