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fkm.JPG

Hallo miteinander,

versuche zur Zeit Schweißnahtberechnungen mittels FEM (Mechanica) durchzuführen. Habe hierzu auch schon einige PPTs gefunden jedoch versteh ich hier eine Sache nicht, ich hoffe ihr könnt mit helfen...

bei einer Schweißnaht (Strukturspannung) wurden als maximal auftretende spannungen sigma(x)=46.2 und sigma(y)=11.7 berechnet, als Tau 23.4. Als maximal zulässige Spannungen sind sigma=46.6 sowie Tau=29.1 gegeben. Als ergebnis in der Tabelle steht nun ein Auslastungsrad von 0.602.

Bei einem andren Verfahren (Kerbspannung) wurden als maximal auftretende spannungen sigma=94.9 und Tau=47.5 berechnet. Als maximal zulässige Spannungen sind sigma=104.9 sowie Tau=42.2 gegeben. Als ergebnis in der Tabelle steht nun ein Auslastungsrad von 0.724

Meine Frage ist nun, wie die auf den Auslastungsgrad kommen?? Ist das nach Vergleichspanungshypothese? nach FKM? Ich hoffe Ihr könt mir helfen da ich schon mehrere Stunden versuche da dahinter zu kommen.

Im Vorraus vielen Dank
Grüße Steffen

[Diese Nachricht wurde von stemuns am 15. Mrz. 2010 editiert.]

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Hallo Steffen,

ich kann dir nur zu deinem angehängtem Bild eine Auskunft geben, zu den anderen Auslastungsgraden bräuchte ich schon mehr Informationen.

In deinem Bild wird nach der FKM-Richtlinie, sowohl bei der CAB-Methode (Strukturspannungskonzept nach der Universität Dortmund von der Arbeitsgruppe Chemieapparatebau) sowie bei der R1MS-Methode (Kerbspannungskonzept), nach der Normalspannungshypothese, also der betragsmäßig größten Hauptspannung, ausgewertet.
Der Rechengang ist in der FKM-Richtlinie, Kapitel 4, Ermüdungsfestigkeitsnachweis mit örtlichen Spannungen, beschrieben.

Der Auslastungsgrad für geschweißte Bauteile beträgt:
aNH= MAX(|sa,1|,|sa,2|,|sa,3|)

Nach deinem Bild also für die ermittelte Hauptspannung nach der CAB-Methode: a= 35*1,5/56= 0,9375, sprich 94%
Bei der R1MS-Methode: a= 75*1,5/125= 0,9, sprich 90%

Gruß
Alex

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vgl.JPG

Hallo Alex,

Danke schonmal für deine Antwort, wie ich gerade bemerken musste ist dies in diesem Beispiel auch recht eindeutig... Ich nheme mal an, dass für eine Schweißnaht nur die Zugspannungen (also die positiven Werte) von Interesse sind. oder wesshalb hast du die höheren, negativen ignoriert?

Zu dem anderen Beispiel wurde ich jedoch gebeten die Folien nicht zu veröffentlichen wesshalb ich nur die Werte geschrieben hatte. Hast du keine Idee wie das funktionieren könnte bzw. welche informationen brüchtest du denn noch?

habe noch eine dritte Folie mit Werten gefunden, bei welchen das Ergebnis auch nicht mit deiner Berechnung passt. (auch wenn die Abweichungen nur gering sind??)

kannst du mir vllt die Formel sagen nachdem das in der FKM gerechnet wird da ich leider kein Zugriff auf das Buch hab.

Grüße Steffen

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Hallo Steffen,

nur ein Hinweis am Rande: Das Kerbspannungskonzept von der FKM-Richtlinie ist in der Praxis (noch) unzuverlässig, da FKM nicht definiert, was eine Kerbspannung ist und wie genau diese berechnet werden soll. Das bedeutet, dass unterschiedliche Anwender sehr unterschiedliche Ergebnisse errechnen würden.

Ohne die FKM-Richtlinie zu kaufen (kostet 200 EURO), würde ich aber nicht an die Aufgabe rangehen.

Gruß Paul

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Hallo Steffen,

das Belastungskollektiv für den Ermüdungsnachweis wird hier als Einstufenkollektiv berechnet, d.h. um eine konstante Mittelspannung Sm oszilliert eine konstante Amplitudenspannung Sa → d.h.: Sm ± Sa.
Die "höheren" negativen Werte sind hier also Druckspannungen (Mittelspannungen) mit ihren Amplituden. Es werden bei der FKM-Richtlinie beim Ermüdungsfestigkeitsnachweis die Amplituden ausgewertet. Du darfst das nicht mit anderen Vorschriften vertauschen. In der DVS 1612 (oder DV 952) werden z. Bsp. max. Oberspannungen nach dem MKJ-Diagramm ausgewertet.

Die anderen Werte kann ich so ohne Zusatzinformation auch nicht ganz nachvollziehen. Wenn ich die Strukurspannungswerte nach der FKM-Richtlinie nach der Normalspannungshypothese für flächenförmige Bauteile auswerte, komme ich auf andere Auslastungsgrade. Nach was für einer Vorschrift wurde denn ausgewertet?

In deiner dritten Folie (ist ja auch von der S.-E. GmbH) ist wohl ein Schreibfehler beim Auslastungsgrad für die Kerspannung (normal müssten das 77,6% sein).

Da die FKM-Richtlinie recht umfangreich ist, kann ich dir nur den Tipp geben, dort einmal selber reinzuschauen. Für ungeübte Benutzer ist sie allerdings schwer zu lesen oder zu verstehen. Viel kleingedrucktes und Fußnoten.

Gruß
Alex

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Hallo,

erstmal vielen dank für die Antworten, einiges ist mir nun auch schon klarer geworden... jedoch stellt sich dann doch noch die ein oder andere Frage...

- wie wurden die Mittelspannungen in der FEM-Analyse berücksichtigt? oder wurde dort nur eine statische Analyse mit dem Wert der Spanungsamplitude ausgeführt? wurde die doppelte Spannungsamplitude genommen?
- nach was wurde die Analyse danach ausgewertet? sind das die maximalen Hauptspannungen welche zu einem Versagen führen oder spielen nur die Spannungen in den betreffenden Richtungen eine Rolle? sind hierbei auch die Schubspannungen schon berücksichtigt oder sind diese uninteressant?
- kann ich die Ergebnisse der Berechnungen im Anschluss daran mit einer händischen Berechung der Normalspannungen vergleichen? oder werden diese Abweichungen zu stark werden?

Danke nochmal und ich hoffe ich bekomm das dann langsam mal auf die Reihe

Gruß

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