|
6951 |
|
Friday, September 17, 2021, Konferenzraum D/E 10:00 AM Stahlbau - Bemessung und Festigkeit |
|
Lebensdauerabschätzung von geschweißten Hohlprofilkonstruktionen unter Berücksichtigung von Betriebslastkollektiven und Reihefolgeinflüssen |
|
Andre Dürr* / Hochschule München
Institut für Material- und Bauforschung
, Deutschland Klemens Rother / Hochschule München, Deutschland Jakob Roth/ Hochschule München, Deutschland Markus Oswald/ Hochschule München, Deutschland |
|
Konstruktionen aus Hohlprofilen besitzen ein großes wirtschaftliches Potenzial aufgrund der Möglichkeit zur Ausbildung von Leichtbaukonstruktionen und der Anwendung von höherfesten Stählen. Rahmen- und Fachwerkstrukturen aus Hohlprofilen werden daher bevorzugt im Nutzfahrzeugbau, im Stahlbau, im Kranbau und im Landmaschinenbau sowie bei Windenergieanlagen eingesetzt. Hohlprofilkonstruktion erfahren dabei hohe zyklische Beanspruchungen, so dass die Materialermüdung eine der grundlegenden Schadensursachen darstellt. Die Ermüdungsfestigkeiten wurden hierzu bisher aus Versuchen mit Einstufenkollektiven an niedrigfesten Stählen abgeleitet. Die Übertragung auf die realen Betriebslastkollektive erfolgt bei den derzeitigen Bemessungsverfahren in der Praxis auf Basis der Palmgren-Miner-Regel mit einem pauschalen Grenzwert für die Schädigungssumme von 1,0 unabhängig von der Festigkeit des Stahls und der Kollektivform. Mit dieser Methode bleiben allerdings günstig aber auch ungünstig wirkende Reihenfolgeeffekte aus einem realen Betriebslastenkollektiv unberücksichtigt. Verschiedene Untersuchungen zeigen, dass die einfach anwendbare Miner-Regel teilweise wenig zutreffend ist. In der IIW und in der FKM-Richtlinie wird daher bereits empfohlen konservativ eine Schadenssumme von 0,5 als Grenzwert anzuwenden. Dies führt allerdings zwangsläufig zu deutlich schwereren Konstruktionen. Im Rahmen des Vortrags werden die Ergebnisse eines Forschungsprojekts zur Ermüdungsfestigkeit von geschweißten Hohlprofilkonstruktionen an der Hochschule München vorgestellt, in dem Empfehlungen zu Anpassungsfaktoren für bestehende Nachweisverfahren zur Erfassung von realitätsnahen Betriebslastkollektiven und von Reihenfolgeeffekten für die Lebensdauerabschätzung ermittelt wurden. Die Grundlage für die Empfehlungen bilden mehrere Versuchsreihen an typischen Prüfkörpern unterschiedlicher Abmessungen und Wandstärken aus dem Anwendungsbereich des Kranbaus und des Nutzfahrzeugbaus sowie ergänzende Eigenspannungsmessungen. Neben den Ergebnissen aus Standardstählen werden im Rahmen des Vortrags auch Untersuchungen an modernen hochfesten Stählen vorgestellt, als weiterer Schritt für einen konsequenten und wirtschaftlichen Leichtbau bei der Anwendung von geschweißten Hohlprofilkonstruktionen. |