ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
About the Influence of Residual Stresses, Weld Geometry and Multiaxial Stress States on the Oprational Fatigue Strength of Welded Constructions from Structural SteelsFor a fatigue design of welded structures among other influences also the influence of residual stresses, weld geometries and multiaxial stresses must be taken into account. Knowledge about the influence of residual stresses in the high-cycle fatigue region cannot be transformed unconditionally to the behaviour in the finite-fatigue life region or to variable amplitude loading with exceedances of the endurance limit, because the fatigue behaviour depends also on the stress concentration in the weld toe and the related stress relief. Principally, the fatigue strength is improved by a better weld geometry, e.g. by TIG-dressing, by introduction of radii which are big enough.In order to transform data obtained on specimens to components of bigger size criteria like structural or local equivalent stress, first technically detectable crack and size effects must be considered. For a fatigue life calculation for structures under variable amplitude loading a damage sum of D = 0.5 is recommended. While for the evaluation of multiaxial stress states with constant principle stress directions the von Mises criterion can be applied satisfactorily using structural or local stresses in the weld toe. However, conventional hypotheses fail by an overestimation of fatigue life, when the principle stress directions change, e.g. due to a phase difference between normal and shear stresses. Presently, in such cases only an experimental proof of the fatigue behaviour can be performed.
Notes:
Für eine betriebsfeste Bemessung von geschweißten Konstruktionen sind u.a. Einflüsse aus Eigenspannungen, Nahtgeometrien und mehrachsigen Spannungszuständen auf die Lebensdauer zu berücksichtigen. Erkenntnisse zum Einfluß von Eigenspannungen im Bereich der Dauerfestigkeit lassen sich, je nach von der Nahtgeometrie abhängigen Spannungskonzentration und Spannungsabbau, nicht unbedingt auf den Bereich der Zeitfestigkeit oder auf zeitlich veränderliche Belastungen mit die Dauerfestigkeit zum Teil überschreitenden Anteilen übertragen. Eine Verbesserung rung der Nahtgeometrie, z. B durch die WIG-Behandlung, führt grundsätzlich zu einem besseren Schwingfestigkeitsverhalten, wenn Nahtübergangsradien ausreichend groß sind. Im Hinblick auf eine Übertragbarkeit von mit Proben gewonnenen Ergebnissen auf große Bauteile müssen Kriterien wie Strukturspannung oder örtliche Vergleichsspannung, Anriß und der Größeneinfluß beachtet werden. Für eine Schadensakkumulationsberechnung wird als Schadenssumme D = 0,5 empfohlen. Bezüglich einer Bewertung von mehrachsigen Spannungszuständen kann beim Vorliegen von konstanten Hauptspannungsrichtungen die Gestaltänderungsenergiehypothese sowohl auf der Basis von Struktur- als auch örtlichen Spannungen befriedigend angewendet werden. Falls jedoch Veränderungen von Hauptspannungsrichtungen, z. B. infolge einer Phasenverschiebung zwischen Normal- und Schubspannungen auftreten, versagen alle bekannten Hypothesen durch eine hohe Überschätzung der Lebensdauer. Für solche Fälle ist gegenwärtig ein experimenteller Betriebsfestigkeitsnachweis zu empfehlen.
Additional Material:
18 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19940250305
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