Local fatigue assessment of welded and high frequency mechanical impact treated joints

Titel in Übersetzung: Lokale Schwingfestigkeit von geschweißten und HFMI-nachbehandelten Verbindungen

Martin Leitner

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die Ermüdungsfestigkeit geschweißter Stahlstrukturen ist im Generellen unabhängig von der Festigkeit des verwendeten Grundmaterials. Erst durch die Anwendung von Nahtnachbehandlungsverfahren in Verbindung mit hochfesten Stählen kann eine signifikante Steigerung des Ermüdungsverhaltens erzielt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss eines hochfrequenten Hämmerverfahrens (HFMI) auf die Betriebsfestigkeit von geschweißten Verbindungen unterschiedlicher Festigkeit, von Konstruktionsbaustahl (S355) bis hin zu höchstfestem Feinkornbaustahl (S960), untersucht. Die Experimente umfassen Schwingfestigkeitsversuche an fünf Millimeter dünnen Grundblechproben, basierend auf Stumpfnähten, T-Stößen und Längssteifen. Die Schwingfestigkeitsbewertungen beruhen auf dem Nenn- und Kerbspannungskonzept, wobei im speziellen der HFMI-nachbehandelte Zustand in Betracht gezogen wird. Im Rahmen des Nennspannungskonzeptes wird die Anwendung eines festigkeitsabhängigen Erhöhungsfaktors dargestellt, welcher die Streckgrenze des verwendeten Grundmaterials bei HFMI-nachbehandelten Schweißverbindungen berücksichtigt. Abschließend wird eine Modifizierung des bestehenden Kerbspannungskonzeptes nach der IIW-Richtlinie vorgestellt, wobei der Einfluss des Spannungskonzentrationsfaktors und der Grundmaterialfestigkeit auf die lokale Ermüdungsfestigkeit von HFMI-nachbehandelten Schweißverbindungen berücksichtigt wird. Dieser Ansatz beinhaltet einen materialfestigkeitsabhängigen Stützpunkt, eine materialfestigkeits- und kerbspannungsfaktor-abhängige Neigung, und einen festgelegten Abknickpunkt als Übergang in den Langzeitfestigkeitsbereich. Basierend auf umfangreichen Schwingfestigkeitsdaten wird eine HFMI-Masterkerbspannungswöhlerlinie zur Bemessung abgeleitet. Im Zuge der Arbeit wird anhand von über dreihundert Proben gezeigt, dass dieses neuartige Konzept eine Masterwöhlerlinie für HFMI-nachbehandelte Verbindungen ermöglicht, wobei der erreichbare Erhöhungsfaktor von der Grundmaterialfestigkeit und der Schweißnahtgeometrie abhängt.
Titel in ÜbersetzungLokale Schwingfestigkeit von geschweißten und HFMI-nachbehandelten Verbindungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Stoschka, Michael, Mitbetreuer (intern)
  • Eichlseder, Wilfried, Beurteiler A (intern)
  • Barsoum, Zuheir, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2013

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Betriebsfestigkeit
  • Schweißen
  • HFMI-Nachbehandlung

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