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Evaluation of residual welding stresses and fatique crack in tubular K-joints in compression
Bei der Konstruktion von Brücken aus Rundhohlprofilen sind Materialermüdungsprobleme zu beachten. Derartige Brücken sind durch K-förmige Strebenverbindungen (K-Verbindungen) verschweißt. Ihre Anfälligkeit für Materialermüdung entsteht vor allem durch Spannungskonzentrationen sowie durch Unregelmäßigkeiten und Eigenspannungen, die beim Schweißen erzeugt werden. Da die Höhe dieser Eigenspannungen für K-Verbindungen unbekannt ist, wurden Messungen in der Nähe der Schweißnahtübergänge durchgeführt. Messmethoden waren die inkrementelle Bohrlochmethode, die Röntgendiffraktometrie und insbesondere die Neutronendiffraktometrie. Die Messergebnisse zeigen, dass die wichtigsten Zug-Eigenspannungen auf den ersten Millimetern unterhalb der Oberfläche rechtwinklig zur Schweißnaht verlaufen und die Streckgrenze erreichen. Ermüdungstests wurden an zwei großen Trägern durchgeführt. Sie zeigen, dass Zug-Eigenspannungen bei gleichzeitig bestehenden Druckspannungen einen starken Einfluss auf Rissausbreitung in K-Verbindungen haben, bis zu einer Tiefe von 2 bis 3 mm unterhalb der Oberfläche. Thermomechanische Analysen werden in 3D-Modellen unter Verwendung der Finite-Elemente-Programme ABAQUS und MORFEO durchgeführt. Die hierdurch berechneten Eigenspannungen in der Umgebung der Schweißnaht wurden mit den gemessenen Werten verglichen, um die Eignung der Simulationen zu prüfen, die Eigenspannungsfelder darzustellen und die Spannungswerte überschlägig zu ermitteln.
Evaluation of residual welding stresses and fatique crack in tubular K-joints in compression
Bei der Konstruktion von Brücken aus Rundhohlprofilen sind Materialermüdungsprobleme zu beachten. Derartige Brücken sind durch K-förmige Strebenverbindungen (K-Verbindungen) verschweißt. Ihre Anfälligkeit für Materialermüdung entsteht vor allem durch Spannungskonzentrationen sowie durch Unregelmäßigkeiten und Eigenspannungen, die beim Schweißen erzeugt werden. Da die Höhe dieser Eigenspannungen für K-Verbindungen unbekannt ist, wurden Messungen in der Nähe der Schweißnahtübergänge durchgeführt. Messmethoden waren die inkrementelle Bohrlochmethode, die Röntgendiffraktometrie und insbesondere die Neutronendiffraktometrie. Die Messergebnisse zeigen, dass die wichtigsten Zug-Eigenspannungen auf den ersten Millimetern unterhalb der Oberfläche rechtwinklig zur Schweißnaht verlaufen und die Streckgrenze erreichen. Ermüdungstests wurden an zwei großen Trägern durchgeführt. Sie zeigen, dass Zug-Eigenspannungen bei gleichzeitig bestehenden Druckspannungen einen starken Einfluss auf Rissausbreitung in K-Verbindungen haben, bis zu einer Tiefe von 2 bis 3 mm unterhalb der Oberfläche. Thermomechanische Analysen werden in 3D-Modellen unter Verwendung der Finite-Elemente-Programme ABAQUS und MORFEO durchgeführt. Die hierdurch berechneten Eigenspannungen in der Umgebung der Schweißnaht wurden mit den gemessenen Werten verglichen, um die Eignung der Simulationen zu prüfen, die Eigenspannungsfelder darzustellen und die Spannungswerte überschlägig zu ermitteln.
Evaluation of residual welding stresses and fatique crack in tubular K-joints in compression
Ermittlung von Eigenspannungen und Verhalten von Ermüdungsrissen in geschweißten K-Hohlprofilverbindungen unter Druck
Acevedo, Claire (author) / Nussbaumer, Alain (author) / Drezet, Jean-Marie (author)
Stahlbau ; 80 ; 483-491
2011
9 Seiten, 9 Bilder, 20 Quellen
Article (Journal)
English
Strebe , Hohlkörper , formschlüssige Verbindung , Schweißverbindung , Materialermüdung , Spannungskonzentration , Eigenspannung , Schweißen , Schweißnaht , Ermittlung (Bestimmung) , Messung , Messung mechanischer Größen , Messmethode , Röntgendiffraktion , Messergebnis , Zugspannung , thermomechanische Analyse , Modellmethode , dreidimensionale Darstellung , 3D-Modell , Finite-Elemente-Methode , Simulation , Ermüdungsriss
Welding Residual Stresses in Tubular Joints
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