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Belastung.png I-Trager.png

Hallo Zusammen,

ich habe folgendes Problem beim Festigkeitsnachweis der Schweißnähte zusammengesetzten I-Trägers (Schweißkonstruktion):

Der Träger ist jeweils an den Enden beidseitig gelagert. An einem Ende greift ein Moment an, welches zur einer Durchbiegung des Trägers führt.

Entsprechend der in der Literatur aufzufindenden Formel

Sigma_normal = M/I*h/2

kann man ohne Probleme die Normalspannung in der Schweißnaht berechnen. Da der Träger nicht eingespannt ist, treten nach meiner Meinung neben den Normalspannungen auch Schubspannungen auf in den Schweißnähten auf.

Kann man diese mit einer modifizierten „Dübelförmel“, welche normalerweise nur für eingespannte und mit einer Querkraft belasteten Trägern gilt, berechnen?

Schubspannung = (F*S)/(I*2*a) = (M/l*S)/(I*2*a)

Für eine Hilfe wäre ich sehr dankbar!

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Hallo Stromberg, die Schnittgrößen eines Balkens sind: Biegemoment, Querkraft und Normalkraft.
Bei der Festigkeitsberechnung nach GEH für zähe Werkstoffe gibt es die Vergleichspannung SigmaV und die Hauptspannungen Sigma1 bis 3 die jeweils senkrecht aufeinander stehen.
Dann gibt es noch die Schubspannungen.

Was meinst Du jetzt ? Was ist mit Eigengewicht ?

Wenn die Schweißnähte über die ganze Länge durchgehen, dann dehnen sie sich auch genauso wie der Balken drumherum.
Wenn dann das Materil der Schweißnaht den gleichen E-Modul hat wie der ganze Träger, herscht da auch die gleiche Spannung.

Jetzt mußt Du nur noch das höchste Biegemoment errechnen, und die Spannungen mit den zulässigen der Schweißnaht vergleichen.

Bitte die Formelzeichen auch erklären, bin leider kein Schweißfachman.

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Klaus

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Schweinahtberechnung.pdf

Hallo und eine guten Start in den Tag Stromberg.

Schau mal da ===> ]auf Seite 7

Oder allgemein hier

Gruß
ThoMay

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Zitat:

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Original erstellt von ThoMay:

Oder allgemein hier

Gruß
ThoMay

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böse, böse... aber wo du recht hast, hast du recht...
dennoch kann man hier auch die eine oder andere erstsemesterfrage beantworten, oder nicht?
nicht immer so streng sein... 

lg patrick

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Es gibt keine dummen Fragen, nur Dumme die nicht fragen!

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Hallo Patrick.

Außerhalb des Themas:

Wieso war das denn keine Antwort?
Zumal ich vorab ein PDF gehängt habe. Gedacht zur Vertiefung des Stoffes.
Wenn das nicht ausreichend sein sollte, dann halt den Verweis mittels Gockel.

Gruß
ThoMay

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Hallo Zusammen,

zunächst einmal vielen Dank für die rege Beteiligung. Die Literatur auf der S. 7 befasst sich mit einem Torsionmoment. Desweiteren habe ich mich, bevor ich diese - für manch einen sehr einfache Fragestellung - ausführlich im Internet erkundigt und auch Skripte von anderen Hochschulen gelesen.

Meine Frage bzw. mein Problem:

Wie berechnet man die Schubspannungen der Schweißnähten eines zusammengesetzten I-Trägers (2x Flansch, 1x Steg), welcher durch ein Drehmoment belastet wird. Die Belastung durch die Gewichtskraft spielt aktuell keine Rolle.

Die Normalspannung sigma in der Schweißnaht berechnet sich zu:

sigma = M / I * h / 2

M = Drehmoment

I = Flächenmoment

h = Höhe des Steges

Neben der Normalspannung besteht nach meiner Ansicht eine Schubspannung tau zwischen Steg und Flansch.

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Habe Dir doch oben erklärt, das es eine Normalkraft gibt aber keine Normalspannung.

Was willst Du denn mit der Schubspannung ? Die sind meistens das kleinste Problem.
Die Schweißnaht nimmt zwar die Schubkraft auf, aber sie nimmt auch Zug- und Druckspannungen auf. Wie ich oben ausführlich schrieb.

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Klaus

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Normalspannung.png

In der Schweißnaht gibt es sehr wohl eine Normalspannung in Richtung der Schweißnaht (s. Anhang).

Das die Schubspannungen gegenüber den Normalspannungen in der Schweißnaht sehr klein sind, ist mir bewusst.

Dennoch würde ich gerne wissen, wie die Schubspannungen der Schweißnaht unter dieser Belastung und bei diesen Randbedingungen berechnet wird und würde mich über konstruktive Hilfe freuen.

[Diese Nachricht wurde von Stromberg am 22. Jul. 2013 editiert.]

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Bild01-130723.JPG

Hallo Stromberg.

Hilft dir das hier weiter? Seit 10 / 11

Und bei Googel books nach Technische Mechanik für Ingenieure suchen. Da auf Seit 140ff

und dann noch hier

Gruß
ThoMay

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Aus dem Bild mit der Normalspannung geht auch hervor, daß sie nichts mit der Schweißnaht zu tun hat. Weil die ZUg- und Druckspannungen der Schweißnaht genauso sind wie im umgebenden Träger.

Mit dem Mohrschen Spannungskreis kannst Du die Spannungen alle errrechnen. Habe ich bei einem einfachen Biegebalken nie gemacht.

An der Oberfläche eines Biegebalken herschen nur ZUg- und Druckspannungen. Die Schweißnaht ist ziemlich nah an der Oberfläche.

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Klaus

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Die Beispiele aus der Literatur sind mir bereits bekannt. Ich hab eim Anhang mal ein Beispiel angehängt, das eventuell besser verdeurtlicht um was es mir geht.

Wird der Kragarm am freien Ende einem reinem Moment ausgesetzt (c), treten keine Relativverschiebungen
der einzelnen Bohlen (zwischen Steg und Flansch) zueinander auf. Somit sind bei einem Balken mit reiner Biegebeanspruchung auch keine Schubspannungen zu verzeichnen.

Die Schweißnahtschubspannung t in Längsnähten eines Biegeträgers berechnet sich nach Roloff Matek mit

Fq = Querkraft, H = Flächenmoment 1. Grades, I = Flächenmoment 2. Grades, a = rechnerische Nahtdicke

zu t = (Fq * H)/(I * 2* a)

Meine Frage ist nun, ob ich bei meinem Anwendungsfall für Fq

M / l  (l = Länge des Trägers bzw. Schweißnahtlänge) einsetzten kann und somit die Schweißnahtschubspannung t in Längsnähten berechne.

einsetzen kann und mir

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Moin,

In dem hier vorliegenden Fall (beidseitig aufgelagert, Belastung durch ein Moment an einem Ende des Balkens) ist F_q = M/L über die gesamte Länge des Balkens konstant, d. h. dieser Wert ist in die Bestimmungsgleichung für die Schubspannung einzusetzen.

Beachte aber, dass im allgemeinen Fall F_q über die Länge des Balkens variabel ist. Stichwort: Schnittlasten.

Ulrich

EDIT: Schreibfehler

[Diese Nachricht wurde von ulrix am 23. Jul. 2013 editiert.]

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Vielen Dank!

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