Zur Vorhersage der Ermüdungslebensdauer der Schweißverbindungen von Meereskonstruktionen wird die Entwicklung eines numerischen Modells mit Hilfe der Konzepte der linearen elastischen Bruchmechanik und der zyklischen plastischen Verformung vorgestellt. Die theoretischen Untersuchungen erstrecken sich auf T-Stöße und X-Rohrverbindungen als Schweißverbindungen und auf thermomechanisch bearbeitete Stähle (TMCP-Stähle, 350 MPa). Zur Auswertung werden die Manson-Coffin- und die Paris-Kurven herangezogen. Insgesamt ist die Modellierung in drei Programme aufgeteilt. Das erste befaßt sich mit der Stufe der Rißeinleitung; Gegenstand der anderen beiden Programme ist die Rißausbreitung zum einen an den T-Stößen (zweites Programm) und zum anderen an den X-Rohrverbindugen (drittes Programm). Experimentell werden die zyklischen plastischen Verformungs- und die Ermüdungsrißwachstumsversuche durchgeführt, und zwar an der Luft und im Seewasser sowie mit und ohne Kathodenschutz (-850 mV bis -1100 mV). Die Experimente umfassen eine Wärmebehandlung der Proben, um das typische ZTA-Mikrogefüge am Nahtübergang, wo die Rißeinleitung erfolgt, zum Zweck der Simulation zu reproduzieren. Die Ergebnisse zeigen, daß bei den zyklischen Ermüdungs-Verformungsversuchen (0,3 Hz) unter allen Bedingungen keine Abhängigkeit der Rißeinleitung von der Umgebung besteht. Die Ermüdungskorrosionsrißausbreitung hängt allerdings von den Umgebungsbedingungen (Seewasser) ab. Die Anwendung eines Ansatzes von Kitigawa zur Bestimmung des Endes der Rißeinleitung und des Anfangs der Rißausbreitung führt zu einer Einleitungsrißlänge von 0,1 mm bis 0,3 mm, die von den Umgebungsbedingungen abhängt und niedriger liegt als die gewöhnlich verwendeten Werte. Das inzwischen in einem Rechnerprogramm verfügbare Modell, das die geometrischen Einflüsse des Schweißprofils berücksichtigt, liefert nur dann eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Befunden, wenn von einem mehrfachen Einleitungsrißpunkt längs des Nahtübergangs ausgegangen wird. (Görges, U.)
Sviluppo di un nuovo modello numerico per la previsione della vita a fatica di giunti saldati utilizzando concetti di meccanica della frattura
Entwicklung eines neuen numerischen Modells zur Vorhersage der Ermüdungslebensdauer von Schweißverbindungen unter Anwendung bruchmechanischer Konzepte
Development of a new numerical model for the prediction of the fatigue life of welded joints using fracture mechanics concepts
1994
65 Seiten, 35 Bilder, 5 Tabellen, 11 Quellen
Report
Italian
Bruchmechanik , Ermüdungslebensdauer , thermomechanische Behandlung , Meereskonstruktion , T-Stoß , Rohrkonstruktion , plastische Verformung , Ermüdungsriss , Rissausbreitung , Luft , Meerwasser , kathodischer Schutz , legierter Stahl , Wärmebehandlung , Mikrogefüge , Nahtübergang , Korrosionsermüdung , Rechnerunterstützung , Risseinleitung , Modellieren (Gestalten)
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