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ModellRandbedingungen.JPG ModellimSchnitt.JPG

Hallo lb. ANSYS-Gemeinde,

ich habe mich mittleeweile schon viel mit Schweißnähten und deren Berechnung auseinandergesetzt. Früher legte man die Schweißnaht einfach mit dem "Nennspannungskonzept" aus, dazu benötigte man die Reaktionskräfte bzw. Momente im Kontaktbereich der Naht (über FEM oder analytisch) und konnte die mittleren Spannungen in der Naht berechnen.
Dann wurden verschiedene Konzepte entwickelt: Strukturspannungs- und Kerbspannungskonzepte, die jedoch einige Einschränkungen und erhöhten Aufwand bedeuteten hinsichtlich Modelierung, Vernetzung und Auswertung:

Strukturspannungskonzepte:

CAB-Verfahren für Bleche 8-80mm Dicke & durchgeschweißte Kehlnähte;
Auswertung der max. Hauptspannung; Modellierung Radius = a*Wurzel2; FAT 103

Haibach-Submodell; 8-80mm, durchgeschweißte Verbindungen (Kehl+Stumpfnähte);
Auswertung der max. elast. Dehnungen.

Hot-Spot: Auswertung der max. Hauptspannungen an der Bauteiloberfläche (mit 2 Stützstellen vor der Naht), Auswertung vieler Schnittpfade, umständlich.

Kerbspannungs-R1MS-Konzept:
alle Radien mit R=1 venetzen (sehr hoher Aufwand und Netzdichte) aber einziges Verfahren, das die Mises-Spannungen auch im Kerbgrund auswerten läßt; nur gültig für Bleche 5-80mm, Limit: FAT 225. 

Nun zu meinem eigentlichen Problem: Ich habe eine verschweißte Rohrverbindung mit gewölbter Naht und einer Wandstärke von 2mm. Das heißt: Nennspannungskonzept ist hier aufgrund der komplexen Geometrie nicht anwendbar. Die Konzepte gelten alle für Wandstärken größer 5mm und sind auch nicht anwendbar.

Dann habe ich auch immer öfter gesehen, daß sich einige Konstrukteurbüros um das alles gar keinen Kopf machen und bei geschweißten Baugruppen - wie gewohnt - die Vergleichsspanung direkt an der modellierten Naht (egal ob Solids oder Shell) beurteilen und dimensionieren.

Was ist nun eigentlich der richtige Weg - insbesondere in meinem Fall mit dünnwandigen Teilen?

Gruß Holger
       

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Ich habe in einem Artikel gelesen, dass sich die Ergebnisse bei dünnwandigen Blechen (3mm) die mit CAB verrundet worden, gut mit denen des R1MS-Modells decken würden. Ich finde es nur leider gerade nicht mehr.

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http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum99/HTML/001006.shtml

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Hallo,

das einige Konstruktionsbüros sich keinen Kopf machen kann natürlich sein. Es gibt alles. Auch die Auswertung singulärer Spannungen. Oder ungenügende Netzgüte.
Was andere tun hilft aber nix, wenn man verantwortungsvoll mit seinen Berechnungsergebnissen arbeiten und vielleicht auch gut schlafen will (ok, man kann auch gut schlafen, solange man von einigen Problemen nichts weiß, aber böses Erwachen ist da nicht ausgeschlossen).
Sie wissen ja um die verschiedenen Konzepte und allein deren fortwährende Existenz zeigt, dass es nicht die eine eierlegende Wollmilchsau gibt, die in jeder Hinsicht optimal ist. Wenn ich eine große Baugruppe mit hunderten Schweißnähten habe, werde ich kaum mit dem Kerbspannungskonzept die kritischen Zonen identifizieren können. Bei komplexen lokalen Strukturen hilft es mir dagegen schon. In vielen Fällen ist auch die Branche, in der man sich bewegt, und die Akzeptanz der Methode ein wichtiger Faktor, welches Verfahren eingesetzt wird. Vielleicht haben Sie ja die Möglichkeit, sich eine Zweitmeinung einzuholen, deshalb ist so ein Post hier eine gute Option. Der CADFEM Support oder der Austausch auf einem Anwendertreffen ist sicher auch eine gute Anlaufstelle, ebenso Projektpartner (Kunde, Prüfer).

Also alles Gute und gutes Gelingen.

CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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