| Abstract: |
Hydraulikbagger werden heute in verschiedensten Anwendungen eingesetzt (Erdbewegung, Materialgewinnung und umschlag sowie Abbruch- oder Tunneleinsätze). Die Stahlbaustrukturen müssen hierbei unterschiedliche einsatzspezifische Belastungsspektren sicher ertragen aber auch wirtschaftlichen Aspekten genügen. Diesem Zielkonflikt wird mit aktuellen Werkzeugen der Produktentwicklung begegnet: 3D-Modellierung in der Konstruktion, statische Finite-Elemente-Berechnung sowie eine Ermüdungsberechnung unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften der Schweißverbindungen. Beim statischen Festigkeitsnachweis werden Maximal- bzw. Sonderlastfälle untersucht (Lastbegrenzung durch max. Hydraulikdrücke, Kippgrenze u. Ä.). Bemessungsgrundlage sind hierbei statische Festigkeitswerte (z. B. Streckgrenze). Beim Ermüdungsfestigkeitsnachweis wird ein Spektrum der üblichen Einsatzbedingungen zugrundegelegt, dies erfolgt über geeignete Lastkollektive. Bemessungsgrundlage sind hier dynamische Festigkeitswerte (Wöhlerlinien). Die Spannungsberechnung erfolgt in beiden Fällen auf der Basis der Finite-Elemente-Methode. Die Schweißnähte werden nicht modelliert, die Berechnungen erfolgen auf der Basis von Nennspannungen. Für die Schweißnähte werden Wöhlerlinien des International Institute of Welding verwendet, die einem Katalog von Schweißnahtgeometrien und Belastungsfällen zugeordnet sind. Die Schädigungsrechnung erfolgt nach der linearen Schadensakkumulationshypothese nach Palmgren-Miner unter Berücksichtigung des sogenannten "Haibach-Astes". Das Ergebnis der Ermüdungsrechnung wird als Schädigungsverteilung über der Struktur dargestellt.
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