Einfluss der Werkstoffzähigkeit auf das Festigkeitsverhalten unter mehrachsiger Beanspruchung am Beispiel von Schweißverbindungen aus Stahl und Aluminium
✍ Scribed by C. M. Sonsino
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 2003
- Tongue
- English
- Weight
- 580 KB
- Volume
- 34
- Category
- Article
- ISSN
- 0933-5137
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✦ Synopsis
Abstract
Das bereits aus Untersuchungen mit duktilen und weniger duktilen Werkstoffen bekannte Festigkeitsverhalten unter mehrachsigen Spannungszuständen mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen lässt sich auch auf Schweißverbindungen aus unterschiedlich zähen Werkstoffen übertragen. Hierfür wurden geschweißte Flansch‐Rohr‐Verbindungen aus dem Feinkornbaustahl StE 460 und aus der Aluminiumknetlegierung AlSi1MgMn T6 unter kombinierter Biegung und Torsion untersucht. Bei den Schweißverbindungen aus Stahl bewirkt eine Phasenverschiebung zwischen Biegung und Torsion gegenüber synchroner Beanspruchung eine deutliche Minderung der Lebensdauer durch die Veränderung der Hauptspannungsrichtungen. Bei den Verbindungen aus Aluminium hingegen bleibt die Phasenverschiebung ohne Einfluss auf die Lebensdauer.
Die Bewertung der mehrachsigen phasengleichen und phasenverschobenen Beanspruchungen auf Basis von örtlichen Spannungen führt für die Verbindungen aus Stahl mit der integralen Hypothese der Wirksamen Vergleichsspannung (WVS) zu guten Ergebnissen. Diese Hypothese für den duktilen Werkstoffzustand berücksichtigt den lebensdauerverkürzenden Einfluss der phasenverschobenen Beanspruchung durch die Wechselwirkung der lokalen Schubspannungen, die in den unterschiedlichen Schnittebenen des Werkstoffes vorliegen. Im Gegensatz zu Stahl wird das Lebensdauerverhalten der Schweißverbindungen aus Aluminium mit der Hypothese der maximalen, schnittebenenbezogenen, kombinierten örtlichen Normal‐ und Schubspannungen (KoNoS) gut beschrieben, die für den semi‐duktilen Werkstoffzustand gültig ist.