Betriebsfeste Konstruktion und Berechnung geschweißter Stahlbaustrukturen

Geschweißte Stahlbaustrukturen finden sich in vielen Bereichen des Maschinenbaus. Wirtschaftliche Vorteile, große Variabilität und hohe statische Festigkeit sind wesentliche Vorteile geschweißter Strukturen. Als "Schwachstelle" erweist sich aber meist das Ermüdungsverhalten der Schweißverbindungen.
Vor allem wenn der Bereich der Kurzzeitfestigkeit verlassen wird, ist eine deutliche Abnahme der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen bei zunehmender Lastspielzahl zu verzeichnen (gut erkennbar am geringen Steigungsexponenten des Zeitfestigkeitsastes der Wöhlerlinie).
Das Ermüdungsverhalten ist deutlich schlechter als das der eingesetzten Grundwerkstoffe - dieser Umstand muss bei Konstruktion und Bemessung geschweißter Strukturen besonders beachtet werden.
Das Werkzeug zur sicheren Ermüdungsbemessung dieser Strukturen ist eine Betriebsfestigkeitsanalyse - heute meist mit FEM-Modellen. Mittels moderner Software-Pakete kann sogar für jedes FEM-Element eine Ermüdungsrechnung durchgeführt werden. Damit und mit begleitenden Validierungstests ist eine sichere, wirtschaftliche und leichtbaugerechte Dimensionierung der Schweißverbindungen möglich.

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