Die gemittelte Formänderungsenergiedichte (SED) stellt einen zur effektiven Kerbspannung alternativen lokalen Ermüdungsparameter zur Bewertung der Schwingfestigkeit dar. In der Dissertation werden die dem SED-Konzept zugrunde liegenden Annahmen und seine Anwendbarkeit auf Versagen von Schweißnähten an geometrisch komplexen Details untersucht. Zuerst wird der numerische Berechnungsfehler durch eine Konvergenzstudie mit zusätzlich alternativen Netzverfeinerungsstrategien ermittelt und weitere Berechnungssoftwares außer ANSYS® angewendet. Als Nächstes wird die Größe des Kontrollvolumens, das die gemittelte SED als Ermüdungsparameter definiert, geprüft. Ein geringfügig größeres ist zu verwenden, wenn Zusatzbeanspruchungen aufgrund von schweißbedingten Vorverformungen - wie in anderen Konzepten - explizit berücksichtigt werden. Zusätzlich werden Versuche an Stumpfstößen mit künstlich geschaffenen Kerben zur Beurteilung der SED-Wöhlerlinien genutzt. Sie zeigen, dass hier der punktbasierte Ermüdungsparameter unterschiedliche Rissfortschrittsraten aufgrund individueller Spannungsverläufe entlang des Risspfads nicht erfasst. Diese Gegebenheit liegt ebenfalls bei den komplexen Details vor, weil die zugehörigen Rissfortschrittssimulationen eine deutlich längere Lebensdauer als bei einer einfachen Quersteife berechnen. Hier verlangsamen verschiedene lokale Einflüsse das Risswachstum. Die gemittelte SED berücksichtigt sie jedoch nur teilweise direkt, sodass Korrekturfaktoren für eine realitätsnähere Abschätzung der Schwingfestigkeit vorgeschlagen werden. Aus allen Ergebnissen ergeben sich schlussendlich Empfehlungen für die zukünftige Anwendung des SED-Konzepts.
Aktualisiert: 2019-12-12
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