Beschreibung von numerischen und experimentellen Untersuchungen von geschweißten Verbindungen (Rahmen-Profil) am Beispiel einer Spantdurchführung mit dem Ziel, die Schweißnahtlänge unter Beibehaltung der Betriebsfestigkeit zu verringern. Anhand einer Konstruktionszeichnung Darstellung der Prüfkörperbauform. Der Längsspant besteht aus einem Profil HP 100x6, das durch ein Querblech geführt wird. Profil und Grundplatte sind einseitig miteinander verschweißt. Eingegangen wird auf weitere geometrische und konstruktive Details, die Dimensionierung sowie auf Berechnungsgrundlagen und -vorschriften. Zur Spannungsermittlung Erstellung eines FE-Modells (FEM: Finite Elemente Methode). Das Modell besteht aus isoparametrischen 20-Knoten-Volumenelementen, die Kerbbereiche aus verfeinerten Elementen. Diskussion der Randbedingungen und Resultate. Bei der angenommenen Belastung von 10 kN beträgt die maximale Durchsenkung der Profildurchführung 0,105 mm. Die maximalen Spannungen liegen im Ausschnittradius. Grafische Darstellung und Interpretation der analytischen und gemessenen Tangentialspannungsverläufe für Nahtseite und Nahtrückseite. Beschreibung der hierzu durchgeführten Vergleichs-Einstufen-Schwingfestigkeitsversuche. Ermittlung der Lastwechsel bis zum Anriß. Darstellung der Resultate in einem Wöhlerdiagramm. Beschreibung der statistischen Auswertung. Da die Einstufenbeanspruchung das härteste Kriterium darstellt und in der Realität unterschiedliche Belastungen vorkommen, wird dies durch Anwendung von Belastungskollektiven berücksichtigt. Aus weiterführenden Überlegungen entstand die Idee, die Spantendurchführungen freizuschneiden, so daß zwischen Querrahmen und Profil keine Verbindung besteht (ohne Schweißnaht). Für diese Konfiguration wurden ebenfalls FE-Berechnungen und Versuche durchgeführt. Die Resultate zeigen, daß die Dauerfestigkeit zwar geringer ist, jedoch noch im erlaubten Bereich liegt.
Untersuchung vereinfachter Längsspantdurchführungen. Schiffbau
Research into simplified longitudinal frames. Shipbuilding
Schiff und Hafen / Seewirtschaft ; 51 , 6 ; 97-102
1999
4 Seiten, 7 Bilder, 2 Tabellen, 4 Quellen
Article (Journal)
German
Schiffbau , Rahmen , Profil (Bauelement) , Schweißnaht , Betriebsfestigkeit , Lastwechsel (Lastspiel) , Spannungsanalyse , Dauerschwingfestigkeit , analytische Untersuchung , Finite-Elemente-Methode , Vergleichsmessung , Versuchsmodell , Schweißkonstruktion , Tangentialspannung , Rissbildung , Beanspruchungskollektiv , Wöhler-Schaubild
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