Zur Bewertung der Betriebsfestigkeit nahtgeschweißter Feinblechverbindungen stehen verschiedene Konzepte zur Verfügung, die sich grundsätzlich in der Art der erforderlichen Eingabegrößen voneinander unterscheiden. Im Rahmen der dargestellten Untersuchungen werden verschiedene Berechnungskonzepte vor dem Hintergrund der Notwendigkeit einer verbesserten rechnerischen Lebensdauerprognose analysiert und exemplarisch auf Probenebene angewandt. Die erforderlichen Eingabegrößen werden durch numerische und experimentelle Untersuchungen ermittelt. Die berechneten Lebensdauern werden aktuellen experimentellen Ergebnissen gegenüber gestellt. Auf der Basis der Erkenntnisse der oben angegebenen Grundlagenuntersuchungen erfolgt eine Erweiterung des kommerziellen Lebensdauerberechnungsprogramms FEMSITE, das in der Serienberechnung eingesetzt wird. Für den Nachweis der Betriebsfestigkeit von Nahtschweißverbindungen existiert eine Vielzahl von Verfahren. Diese Verfahren können allgemein in bauteilbasierte Verfahren und werkstoffbasierte Verfahren unterteilt werden. Für die Untersuchungen der nahtgeschweißten Proben aus der im Fahrwerksbau verwendeten Aluminiumlegierung AlMg3Mn wurden praxisrelevante Geometrie- und Schweißnahtkonfigurationen nachgebildet und geprüft. Im Einzelnen wurden die Stoßformen T-Stoß 90, Y-Stoß 45, Uberlappstoß und Stumpfstoß berücksichtigt. Dabei wurden für jede Stoßform unterschiedliche lokale Schweißnahtausprägungen wie Durchschweißgrad, Spalt, Versatz etc. realisiert. Die Prüfungen wurden für verschiedene Belastungsarten (Normalkraft- und Biegebelastung) und Lastverhältnisse R(ind.L) durchgeführt. Bei der Lebensdauerberechnung mit FEMSITE werden die anhand der im Bauteil identifizierten Schweißnähte automatisch erzeugten Detailmodelle an ihren Schnittufern mit Einheitskräften und -momenten belastet, die resultierenden Randspannungen ermittelt und in einer Datenbank gespeichert. Es ist die Anwendung des bauteilbasierten Kerbspannungs- und des werkstoffbasierten Kerbdehnungskonzepts gezeigt worden. Eine umfassende Bewertung beider Ansätze lässt sich jedoch noch nicht vornehmen. Hierzu sind noch Betrachtungen zum Wöhlerlinienverlauf und zur Erfassung von Eigenspannungen erforderlich.
Bewertung der Betriebsfestigkeit nahtgeschweisster Feinblechverbindungen im Fahrwerksbau
Fatigue assessment of seam-welded joints in chassis constructions
2005
10 Seiten, 7 Bilder, 13 Quellen
Conference paper
German