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Tragfähigkeitsanalyse geschweißter Stahlbauteile mit Hilfe der Schädigungsmechanik

Kurze Beschreibung

Die in den aktuellen Regelwerken des Stahlbaus verankerten Festigkeitskriterien für geschweißte Stahlbauteile basieren auf einfachen Ingenieurmodellen, bei denen die Grenzlastvorhersage näherungsweise mit der Zugfestigkeit des Materials verknüpft wird. Gleichwohl die Parameter dieser Tragfähigkeitsfunktion an Versuchen kalibriert wurden, weisen sie nur begrenzte Vorhersagegenauigkeiten auf, da das tatsächliche Versagensverhalten durch die zugrundeliegende Modellvorstellung nicht erfasst wird. Die derzeit vorhandenen Streuungen entstammen größtenteils dieser Nichtberücksichtigung des tatsächlichen Bruchmechanismus und der vorausgehenden Schädigungsgeschichte, die maßgebend von den tatsächlichen Zähigkeitseigenschaften des Werkstoffs abhängen. Im geplanten Forschungsvorhaben sollen deswegen neue Festigkeitskriterien für geschweißte Stahlbauteile entwickelt werden. Bislang kommen hochfeste Stähle grundlos kaum zum Einsatz, da die Bemessungsnorm aufgrund mangelnder Kenntnis der Versagensmechanismen zu restriktive Anforderungen stellen. Der methodische Ansatz beruht auf der mikromechanischen Erfassung des wahren Bruchverhaltens durch Implementierung eines geeigneten Rissinitiierungskriteriums zur Versagensdetektion. Für geschweißte Bauteile erfordert das schädigungsmechanische Konzept die Berücksichtigung unterschiedlicher Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften von Grundmaterial, Schweißnaht und Wärmeeinflusszone. Hiermit können neue, verbesserte Festigkeitskriterien abgeleitet werden, was ökonomische und ökologische Vorteile bietet.

Forschungsförderung

FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V.

Partner

• RWTH Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet für Werkstoff- und Bauteilintegrität
• bauforumstahl e.V.
• Anker Schroeder ASDO GmbH
• ArcelorMittal Global R&D
• Buthmann Ingenieur-Stahlbau AG
• C + P Industriebau GmbH & Co. KG
• Dillinger Hüttenwerke
• Donges SteelTec GmbH
• EVRAZ – East metals AG
• Freyler Industriebau GmbH
• Goldbeck Bauelemente Bielefeld SE
• Goldbeck Bauelemente Treuen GmbH
• Ingenieurbüro Gredner
• Haller Industriebau GmbH
• Ingenieurbüro für Werkstofftechnik
• Institut für Schweißtechnik Dr. Möll GmbH
• Kaltenbach GmbH & Co. KG
• Lindab Sa
• MAURER SE
• RSB Rudolstädter Systembau GmbH
• Salzgitter Mannesmann Stahlhandel GmbH
• Schweißtechnische Lehranstalt Magdeburg gGmbH
• Stahlbau Lamparter Stahlbau GmbH & Co. KG
• Stahlbau Magdeburg GmbH
• TDE Mitteldeutsche Bergbau Service GmbH
• Temme Stahl- und Industriebau GmbH
• Wurst Stahlbau GmbH
• Züblin Stahlbau GmbH

Laufzeit

10/2019 – 03/2022

Ansprechpartner

Felix Eyben

Intern

Interne Projektseite