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Bemessung von ermüdungsbeanspruchten Bauteilen aus hoch- und ultrahochfesten Feinkornbaustählen im Kran- und Anlagenbau

Kurze Beschreibung

Die Leistungsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit im Kran- und Mobilkranbau werden durch die Anwendung hochfester Stähle erheblich gesteigert. Dies gilt gleichermaßen auch für den Maschinen- und Anlagenbau. In umfangreichen Versuchsserien haben die beiden FOSTA-Forschungsprojekte P293 und P512 das Ermüdungsverhalten von im Kranbau typischen Kerbdetails aus hoch- und ultrahochfesten Stählen untersucht. Als ein wesentliches Ergebnis wurden Vorschläge für die Einarbeitung dieser Details in das Kerbklassenkonzept von Eurocode 3 (DIN EN 1993-1-9) hervorgebracht. Neue Bemessungskonzepte und Vorschläge zur Beurteilung des Ermüdungsverhaltens von geschweißten Konstruktionen aus dem Maschinen- und Anlagenbau erlauben eine wesentlich detaillierte Berücksichtigung vieler bemessungsrelevanter Parameter wie zum Beispiel die Werkstoffkennwerte, Konstruktionskennwerte (wie Bauteilklasse, Dicken- und Randschichteinfluss) und die Bauteilkennwerte (wie Eigenspannungs- und Mittelspannungseinfluss). Im Rahmen dieses Vorhabens soll die Anwendbarkeit dieser neuen Bemessungskonzepte für den Kran- und Anlagenbau überprüft werden. Gegebenenfalls sind entsprechende Modifikationen zu erarbeiten, die eine zuverlässige Bemessung mit diesen Konzepten ermöglichen. Dazu wird auf die bisherigen Versuchsergebnisse der zurückliegenden beiden Forschungsprojekte und weiterer Forschungsprojekte (z.B. FOSTA P633, EGKS LIFTHIGH) zurückgegriffen. Zusätzliche Versuche in dem bisher nicht untersuchten Lastwechselbereich zwischen 10.000 und 40.000 Lastwechseln sowie an zwei neuen Kerbdetails sollen die Betrachtungen verifizieren. Zusätzlich wird neu das Ermüdungsverhalten von S1300 Stählen mit in die Untersuchungen aufgenommen. Damit soll eine genauere und realistischere Bewertung von im Kranbau typischen Kerbdetails aus hoch- und ultrahochfesten Stählen erfolgen, was zu einem wirtschaftlicheren Einsatz dieser Stähle bei gleichzeitiger Erhöhung der Leistungsfähigkeiten der Krane bei gleichem Gewicht führt. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden normgerecht aufgearbeitet und sollen direkt in die entsprechenden Regelungen und Normen einfließen. Dies wird durch die Mitgliedschaft der Antragsteller in den entsprechenden internationalen Gremien sicher gestellt. Durch die aktive Mitarbeit der Kranhersteller sowohl bei der Fertigung der Proben als auch bei der Anwendung und Beurteilung der verschiedenen Bemessungsverfahren wird eine praxisorientierte Vorgehensweise gewährleistet.

Forschungsförderung

FOSTA

Partner

Laufzeit

01/2008 - 12/2010