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Konsole1.jpg Maxprinc.jpg

Hallo,
Im Anhang findet ihr ein paar Bilder von einem einfachen geschweißten Bauteil, an dem ich gerne einen Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach der FKM-Richtlinie auf Basis örtlicher Spannungen  an der Schweißnahtwurzel, durchführen möchte.
Die mit Hilfe von I-DEAS ermittelten Spannungswerte ergaben:
Maximum Principal: 498 N/mm²
Middle Principal: 122 N/mm²
Minimum Principal: 115 N/mm²
sigmaxx:                117 N/mm²
sigmayy:                132 N/mm²
sigmazz:                487 N/mm²
tauxy:                -3,28 N/mm²
tauxz:                  2,73 N/mm²
tauyz:                  -63,6 N/mm²

Folgende Fragen ergeben sich nun für mich aus den ermittelten Spannungswerten:

1.Welche dieser Spannungswerte verwende ich für den statischen Nachweis und für den Ermüdungsfestigkeitsnachweis ?

Derzeit bin ich der Meinung, dass für den statischen Nachweis, im Übergangsbereich und Wurzelbereich, die Strukturspannungen verwendet werden.
Für den Ermüdungsnachweis in beiden Bereichen, die jeweiligen Hauptspannungen.

2.Für den statischen Nachweis verwende ich sowohl für den Übergangsbereich, als auch für den Wurzelbereich meine Strukturspannungen ,sigmaxx, ....
Zur Berechnung des Auslastungsgrades im Wurzelbereich benötige aber laut FKM-Richtlinie (S.75, Ausgabe 5) meine Vergleichsstrukturspannungen.

extreme Maximalspannungen Vergleichsspannungen
und die dazugehörigen extremen Minimalspannungen Vergleichsspannungen

Wie aber kann man 3 verschiedene Vergleichsspannungen aus nur 3 Strukturspannungswerten ermitteln ? Und vor allem, wie kann man daraus die minimalen Vergleichsspannungen berechnen ?

Gruss
Oddsetto

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Hallo oddsetto,

>1.Welche dieser Spannungswerte verwende ich für den statischen >Nachweis und für den Ermüdungsfestigkeitsnachweis ?
Ich bin ein wenig verwirrt ueber deine Fragestellung,
fuer ein lokales konzept benutzt man meiner meinung nach vergleichsspannungen fuer duktile werkstoffe und die max. hauptspannung fuer spröde sachen. möchtest du ein strukturspannungskonzept verwenden, oder bspw. den Haibach, dann reichen deine aufgeführte strukturspannungen aus.

>Wie aber kann man 3 verschiedene Vergleichsspannungen aus nur 3 >Strukturspannungswerten ermitteln ? Und vor allem, wie kann man >daraus die minimalen Vergleichsspannungen berechnen ?

Dafür gibts Spannungshypothesen die die einachsig ermittelten Kennwerten auf den 3D Fall anwenden. Bspw. der MISES (sigma v = sqrt(sigma x² + sigma y² + sigma z² - sigma x*sigma y - sigma y*sigma z - sigma z*sigma x + 3*tau xy + 3*tau yz + 3*tau zx)
) darin stecken deine 6 unteren strukturspannungen. laesst sich auch aus den 3 hauptspannungen herleiten. dein problem ist, dein fem programm sollte dir diese ausgeben, denn jetzt einfach die maximas zusammenaddieren funktioniert nicht,weil du nicht sicher sein kannst, dass die auch wirklich alle im selben element liegen...
Du muesstest die Sachen für jeden Knoten berechnen um sicher zu gehen.

ich wuerde an deiner stelle auch die modellierung ueberprüfen. diesen zwei spitzen da wuerde ich nicht so richtig vertrauen wollen.

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Tino

Fraunhofer IWU, Dresden

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