Schweißnähte

Die Schwachstellen einer Schweißkonstruktion sind üblicherweise die Nähte. Diese stellen aufgrund des meist kleineren Querschnitts als die verbundenen Bauteile unter Extremlasten naturgemäß einen Schwachpunkt dar (Ausnahme: Vollanschluss oder Platzierung der Nähte in niedrig belasteten Bereichen).

Unter zyklischer Belastung kommt die hohe Kerbwirkung des Schweißnahtüberganges und – bei Kehlnähten – der Wurzel zum Tragen. Außerdem stellt das Nahtmaterial durch die inhomogene Fließgrenze eine Werkstoffkerbe dar. Zusätzlich sind – sofern nicht spannungsarmgeglüht wird – nachteilige Zugeigenspannungen vorhanden, die die Schwingfestigkeit der Naht ebenfalls mindern.

Ansys Ergebnisplot - FEM Berechnung - Schweißnahtanalyse

Zu unserem Leistungsumfang für die FE-Berechnung geschweißter Konstruktionen zählt die Berechnung der Struktur hinsichtlich Extrem- und Ermüdungslasten. Die Berechnung erfolgt gemäß der für Schweißnähte gebräuchlichen Normen und Richtlinien wie beispielsweise:

  • Eurocode 3 (DIN EN 1993) im Stahlbau
  • IIW (International Institute of Welding)-Richtlinie und der FKM-Richtlinie im Maschinenbau
  • den entsprechenden Richtlinien der Klassifikationsgesellschaften im Schiffbau

Für Ermüdungsfestigkeitsnachweise verwenden wir folgende Konzepte:

  • Nennspannungskonzept:
    Dieses einfache Konzept verwenden wir, wenn Kerbfälle mit den zugehörigen Fat-Klassen für das untersuchte Detail vorliegen
  • Strukturspannungskonzept:
    Hierbei handelt es sich um eine Erweiterung des Nennspannungskonzeptes, das auf „lokalen“ Nennspannungen beruht, die durch Extrapolation der Spannungen im Nahtbereich gewonnen werden. Dies erlaubt die Bewertung von Details, für die keine katalogisierten Kerbfälle vorliegen.
  • Kerbspannungskonzept:
    Dieses Konzept kommt zur Anwendung, wenn das Strukturspannungskonzept aufgrund von extrem komplizierten Nahtgeometrien nicht angewendet werden kann sowie zur Bewertung des Wurzelrisses.