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Betriebsfestigkeitsanalyse Schweißnähte

Nachweis nicht katalogisierter Schweißnahtformen nach DIN 15018

Branche: Maschinen- und AnlagenbauFachgebiet: Strukturmechanik

Die Schweißnahtformen der Achterbahnen von Maurer Rides finden sich nicht immer in den üblichen Kerbfallkatalogen. Mit CADFEM gelang dennoch der Nachweis.

Zusammenfassung

Aufgabe

Strukturmechanische Überlegungen führen mitunter zu Schweißnahtformen, die nicht in den üblichen Kerbfallkatalogen enthalten sind. Diese lassen sich nicht direkt mit dem Nennspannungskonzept, z. B. nach DIN 15018 (Kranbau-DIN), nachweisen. Stahlstrukturen von Achterbahnen müssen aber nach DIN 15018 nachgewiesen werden.

Lösung

Ermittlung der Lastverhältnisse für die betreffende Schweißnaht in ANSYS Mechanical, Berechnung der Nennspannung im R1MS-Modell mit anschließendem Vergleich in DIN 15018.

Kundennutzen

Mit dem von CADFEM entwickelten Lösungsweg gelingt der vorgeschriebene Nachweis nach DIN 15018, obwohl die Schweißnahtformen nicht in den üblichen Kerbfallkatalogen vorhanden sind.

Projektdetails

Aufgabe

Kommt in einer Struktur eine sehr große Anzahl von Schweißnähten vor, so hat deren rationelle Herstellbarkeit einen signifikanten Einfluss auf die Form. Darüber hinaus führen strukturmechanische Überlegungen mitunter zu Schweißnahtformen, die nicht in den üblichen Kerbfallkatalogen enthalten sind. Diese lassen sich nicht direkt mit dem Nennspannungskonzept, z. B. nach DIN 15018 (Kranbau-DIN), nachweisen. Stahlstrukturen von Achterbahnen müssen aber nach DIN 15018 nachgewiesen werden. Es ergibt sich daher die Notwendigkeit, ein Verfahren zur Einordnung nicht katalogisierter Schweißnahtformen in den Kerbfallkatalog der DIN 15018 zu entwickeln.


Nutzen für den Kunden

Mit dem von CADFEM entwickelten Lösungsweg gelingt der vorgeschriebene Nachweis nach DIN 15018, obwohl die Schweißnahtformen nicht in den üblichen Kerbfallkatalogen vorhanden sind.


Lösung

  • Ermittlung des Lastverhältnisses für die betreffende Schweißnaht im FE-Modell des Fahrweges bei Überfahrt der Verbindung. Daraus ergeben sich die kerbfallabhängigen Grenzspannungen aus DIN 15018
  • Berechnung der zur FAT225 (Kerbspannung im 1mm Radius) gehörigen Nennspannung im R1MS-Modell eines exemplarischen Schweißstoßes.
  • Vergleich der im R1MS-Modell ermittelten Nennspannung mit den DIN15018-Nennspannungen der entsprechenden Kerbfallklassen

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