Die Schwing- bzw. Betriebsfestigkeit ist im Schiffbau seit langem ein wichtiges Bemessungskriterium. Dies betrifft nicht nur die Längsverbände des Schiffskörpers, sondern auch Bauteile in den Querverbänden. Die zyklischen Beanspruchungen werden überwiegend durch die Schiffsbewegungen im Seegang verursacht. Im Rahmen eines branchenübergreifenden Verbundprojektes zur Harmonisierung der Konzepte zur Festigkeitsbewertung von Schweißkonstruktionen wurden Rahmenecken in Ro/Ro-Schiffen und Spantdurchführungen im Originalmaßstab experimentell untersucht. Beide Bauteile sind zyklisch hoch beansprucht und weisen zugleich hohe Kerbwirkungen auf. Im Vergleich zu rechnerischen Vorhersagen zeigte sich ein unterschiedliches Anrissverhalten. Für die rechnerischen Untersuchungen wurden sowohl das Strukturspannungs- als auch das effektive Kerbspannungskonzept angewendet. Letzteres ermöglicht die Berücksichtigung unterschiedlicher Nahtprofile, die teilweise für die verschiedenen Versagensformen bei der Rahmenecke ursächlich waren. Ein weiterer Faktor ist die Verteilung der schweißbedingten Eigenspannungen, die in komplexen Konstruktionsdetails zu einem veränderten Versagensverhalten führt. Somit liefert die Untersuchung einen guten Einblick in das Festigkeitsverhalten komplexer Schweißkonstruktionen und in die derzeit vorhandenen rechnerischen Möglichkeiten. Insgesamt wurden drei Rahmenecken sowie eine Vielzahl von Detailproben rechnerisch und experimentell untersucht. Dabei wurden die fertigungsbedingten Randbedingungen wie schweißbedingte Vorverformungen und Eigenspannungen weitestgehend in die Untersuchungen einbezogen, um sämtliche Einflüsse auf die Schwingfestigkeit zu erfassen. Aus den Untersuchungen lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen: Vorverformungen wie Kantenversatz und Winkelverzug beeinflussen die Schwingfestigkeit der Detailproben erheblich. Dieser bereits bekannte Einfluss und dessen Berücksichtigung im Struktur- und Kerbspannungskonzept wurde bestätigt. Die Rahmenecken weisen infolge des Abschweißloches mehrere potentielle Anrissstellen auf, von denen die K-Naht am abstoßenden Gurtende nach den Dehnungsmessungen und Spannungsberechnungen die kritischste zu sein schien. Im Schwingfestigkeitsversuch zeigten sich dagegen die ersten Risse am oberen Ende des Abschweißloches. Zwei Einflüsse sind offenbar für das überraschende Rissverhalten verantwortlich: Am oberen Ende des Abschweißloches wurden deutlich höhere Zugeigenspannungen gemessen als an der K-Naht; am oberen Ende der K-Naht lag ein vergleichsweise großer Nahtübergangsradius vor, der zu geringeren Kerbspannungen führt. Mit den vorhandenen Festigkeitskonzepten kann die Schwingfestigkeit der Rahmenecken und der Kreuzstöße gut abgeschätzt werden. Das Kerbspannungskonzept ist sogar in der Lage, Besonderheiten der Nahtform zu berücksichtigen. Schlussfolgerungen aus den Untersuchungen an der Spantdurchführung: Das Versagen erfolgte wie vorhergesagt an den beiden Nahtübergängen auf dem Wulstprofil. Nach dem Anriss folgt eine lange Rissfortschrittsphase, bis der Wulst des Profils komplett durchgerissen ist. Als ein sinnvolles Fehlerkriterium hat sich eine Risslänge von 20 mm herausgestellt, die etwa der Nahtbreite auf dem Profil entspricht. Struktur- und Kerbspannungen können für das untersuchte Detail nach bestehenden Vorschriften mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode berechnet werden. Bei sehr feiner Elementierung ist die Submodelltechnik ein guter und gangbarer Weg. Das Versagen der untersuchten Details stimmt gut mit den Wöhlerlinien der Regelwerke überein. Das Versagen unter variabler Beanspruchung wird mit Hilfe der Bauteil-Wöhlerlinie und der Palmgren-Miner-Regel gut erfasst.


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