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Baier, Maximilian:
Festigkeitsberechnung von Schweißnähten mithilfe der Finite-Elemente-Analyse : M02/19.
Bayreuth
,
2019
. - 89 S.
(Masterarbeit,
2019, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD)
Abstract
Um die Sicherheit von Schweißkonstruktionen zu gewährleisten, müssen nach den Regeln der Festigkeitslehre die Spannungen in den Schweißnähten berechnet werden. Dabei treten wegen der Schweißnahtgüte Unsicherheiten auf, da auf die Schweißnaht viele verschiedene Einflüsse, wie Verfahrensart, Prozessparameter oder geometrische Größen einwirken. Deshalb gibt es in verschiedenen Branchen geeignete Regelwerke, um die Festigkeit der Schweißnaht zu berechnen. Hier existieren z. B. im Stahlbau die DIN 1993, im Kranbau die DIN 15018 oder im Kessel- und Behälterbau die AD-Merkblätter und Technischen Regeln für Dampfkessel. Des Weiteren gibt es für die Bestimmung der Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen z. B. die \glqqRecommendations for fatigue design of welded joints and components\grqq des International Institute of Welding, um auch dynamische Beanspruchungen abbilden zu können. Im Maschinenbau dagegen existiert kein allgemeines Regelwerk zur Berechnung von Schweißnähten. Nichtsdestotrotz ist es möglich mit unterschiedlichen Finite-Elemente- Programmen Schweißnähte abzubilden und deren Festigkeit zu berechnen. Daher stellt sich die Frage wie Schweißnähte auf Basis der ermittelten Spannungen in den Normen berechnet werden und welche Annahmen getroffen werden. Darüber hinaus ist zu klären, wie die kommerziellen Finite-Elemente-Programme diese Problematik umsetzen und welche Voraussetzungen hierfür gegeben sein müssen. Um diese Fragen zu beantworten, werden im ersten Teil der vorliegenden Arbeit drei Regelwerke analysiert und auf die verwendeten Annahmen untersucht. Darüber hinaus wird im zweiten Teil die Implementierung einer Schweißnaht im Finite-Elemente-Programm Abaqus CAE 2018 erläutert, um einen Einblick in die Abbildung der Schweißnähte in den Programmen zu bekommen. Abschließend wird ein Modell einer Schweißnaht aufgestellt, welches sowohl mit den Normen als auch mit dem Finite-Elemente-Programm berechnet wird, um die Ergebnisse der beiden Berechnungsarten zu vergleichen.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Master-, Magister-, Diplom- oder Zulassungsarbeit (Masterarbeit) |
|---|---|
| Keywords: | Berechnung; FEA; schweißen; Simulation; simulation-driven engineering |
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Ehemalige Professoren > Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Ehemalige Professoren |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 21 Jun 2019 07:04 |
| Letzte Änderung: | 26 Sep 2019 09:14 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/49650 |