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Monday, September 16, 2019, Saal 5 2:30 PM Konstruktion und Festigkeit |
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Simulation des Grenztragverhaltens geschweißter Aluminiumstrukturen |
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Hannes Panwitt* / Universität Rostock / Lehrstuhl für Strukturmechanik, Germany Philipp Wiechmann / Universität Rostock / Lehrstuhl für Werkstofftechnik, Germany Horst Heyer/ Universität Rostock / Lehrstuhl für Strukturmechanik, Germany Michael Reich/ Universität Rostock / Lehrstuhl für Werkstofftechnik, Germany Manuela Sander/ Universität Rostock / Lehrstuhl für Strukturmechanik, Germany Olaf Keßler/ Universität Rostock / Lehrstuhl für Werkstofftechnik, Germany |
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Aluminium ist in der Transportindustrie derzeit der bedeutendste Leichtbauwerkstoff. In einem Havariefall beeinflussen die Fügestellen und insbesondere die Wärmeeinflusszone geschweißter Aluminiumstrukturen das Grenztragverhalten und die Bruchvorgänge nach dem Stabilitätsversagen erheblich. Vor allem Bruchvorgänge unter Druck- und Schubbelastung im Schweißnahtbereich sind bisher nur unzureichend untersucht. Daher werden in diesem Beitrag numerische Simulationen von Axialdruckversuchen an geschweißten Aluminium-Kreuzstößen durchgeführt. Aus Schweißprozesssimulationen werden die benötigten Fließkurven des Grundmaterials, der Schmelz- und der Wärmeeinflusszone übernommen. Der Abgleich numerischer Simulationen mit experimentellen Ergebnissen von Zug- und Schubversuchen an Flachproben ermöglicht die Kalibrierung von Bruchkriterien. Zur Validierung der Materialmodelle für Schweißnaht, Wärmeeinflusszone und Grundwerkstoff wurden Axialdruckversuche an geschweißten Aluminium-Kreuzstößen durchgeführt und numerisch simuliert. Mittels Härteprüfung erfolgte eine Abschätzung der Größe der Wärmeeinflusszone, um eine Übertragung der Ergebnisse aus den Zug- und Schubversuchen auf die Simulation der Kreuzstöße zu ermöglichen. Die Dehnungsverteilung im Versuch wurde mit Hilfe von digitaler Bildkorrelation (engl. digital image correlation DIC) gemessen und ausgewertet. Dabei geben insbesondere die gemessenen lokalen Dehnungen am Rissinitiierungsort Aufschluss über die Güte der numerischen Simulationen. Unter Anwendung des Rice-Tracey/Cockroft-Latham (RTCL) Kriteriums und des Bao-Wierzbicki (BW) Kriteriums wurden die Bruchvorgänge simuliert und im Detail untersucht. Der Vortrag steht im Zusammenhang mit dem Beitrag, Grenztragverhalten geschweißter Aluminiumstrukturen: Werkstoffmodell Für den Fall der Annahme beider Beiträge bitten wir dies freundlicherweise im Programm zu berücksichtigen: 1. Grenzlastverhalten geschweißter Aluminiumstrukturen: Werkstoffmodell 2. Grenztragverhalten geschweißter Aluminiumstrukturen: Numerische Simulation von Axialdruckversuchen |