Betriebsfestigkeit von Aluminiumschweißverbindungen unter mehrachsigen Spannungszuständen mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen
Betriebsfestigkeit von Aluminiumschweißverbindungen unter mehrachsigen Spannungszuständen mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen
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Betriebsfestigkeit von Aluminiumschweißverbindungen unter mehrachsigen Spannungszuständen mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen
DOI:
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发表时间:
2007
期刊:
影响因子:
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通讯作者:
M. Küppers
中科院分区:
文献类型:
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作者:
M. Küppers
Die Arbeit befasst sich mit der experimentellen und rechnerischen Ermittlung der Schwingfestigkeit von Aluminiumschweisverbindungen bei mehrachsiger Beanspruchung mit dem Ziel, eine Methode zur Bewertung des mehrachsigen Spannungszustandes bei konstanten oder drehenden Hauptspannungsrichtungen zu entwickeln. Gegenstand der Untersuchung waren geschweiste Rohr-Flansch- und Rohr-Rohr-Verbindungen aus der warmausgeharteten Knet-legierung AlSi1 MgMn T6 (EN-AW 6082 T6) unter mehrachsiger Beanspruchung. Die Versuche wurden unter uniaxialer und biaxialer Wechselbelastung durchgefuhrt. Die Versuchsergebnisse zeigen im Gegensatz zu den Versuchsergebnissen an geometrisch ahnlichen Schweisverbindungen aus Stahl unter mehrachsiger Beanspruchung keine Lebensdauerminderung, sondern ein lebensdauerneutrales Verhalten infolge der phasenverschobenen Belastung. Dies bedeutet, dass sich eine Veranderung von Hauptspannungsrichtungen bei Aluminium-schweisverbindungen im Gegensatz zu Stahlschweisverbindungen nicht nachteilig auf die Lebensdauer unter zyklischer Belastung auswirkt. Zur Beschreibung des Festigkeitsverhaltens wurde eine schnittebenenbezogene Hypothese entwickelt. Die hier vorgestell-te Hypothese der kombinierten Normal und Schubspannungen KoNoS berucksichtigt die ortlichen Normal- und Schubspannungen in der kritischen Schnittebene. Hierfur ist die Kenntnis der ortlichen Koordinatenspannungen notwendig, die uber eine FE-Berechnung in Abhangigkeit von der Proben- und Schweisnahtgeometrie bestimmt werden konnen. Die Anwendung fuhrt zu einer hinreichend guten Abschatzung des Festigkeits- und Lebensdauerverhaltens fur die untersuchten Aluminiumschweisverbin-dungen. Die Schadenssumme bleibt von einer Veranderung der Hauptspannungsrichtungen unbeeinflusst. Die in Regelwerken (z.B. IIW-Recommendations, EuroCode) empfohlenen Verfahren zur Bewertung eines mehrachsigen Span-nungszustandes, die auch bei Aluminiumschweisverbindungen zur Anwendung kommen, geben das beobachtete Verhalten nicht korrekt wieder und konnen, ausgehend von experimentell ermittelten Schwingfestigkeitswerten bei einachsiger Beanspruchung, zu Ergebnissen auf der unsicheren Seite fuhren. The thesis deals with the experimental and numerical determination of the fatigue strength of aluminium welds with the intention to develop a method for the assessment of multixial stress states with constant and variable principle stress directions.