Tobias Loose Einfluß des transienten Schweißvorganges ... - Tl-ing.de

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1 Einleitung Untersuchungen um mit einer Blindnaht geschweißte Zylinder handelt. Das Eigenspannungs- und Verzugsfeld eines mit einer Blindnaht geschweißten Zylinders unterscheidet sich vom Eigenspannungs- und Verzugsfeld eines mit einer Fertigungsnaht geschweißten Zylinders mit sukzessiver Nahtfüllung. Bei den numerischen Untersuchungen zum Einfluß von Eigenspannungen und Verzug aus dem Schweißprozess auf das Beulverhalten axialgedrückter Zylinder wurden jeweils grobe Näherungen oder große Vereinfachungen getroffen. Insbesondere werden die für den Schweißverzug maßgebenden Beanspruchungen aus Umwandlungsdehnung und Umwandlungsplastizität außer Acht gelassen. Schrumpfdehnungen werden pauschaliert angesetzt. Die in der Realität nicht gegebene Rotationssymmetrie wird bei fast allen bisherigen Untersuchungen vorausgesetzt. Daraus folgt, daß die bisher numerisch untersuchten Kombinationen Eigenspannungsfeld - Verzugsfeld nicht übereinstimmen mit den Kombinationen Eigenspannungsfeld - Verzugsfeld, die sich aus dem realen Schweißprozeß ergeben. Die im Bauwesen gebräuchlichen Stähle S235 und S355 werden im Rahmen dieser Arbeit betrachtet. Das Eigenspannungsfeld und das Verzugsfeld, das sich aus dem Schweißprozeß von Umfangsnähten an Kreiszylinderschalen einstellt, wurde bislang nicht realtitäsnah berechnet. Der Einfluß, den diese Störung der perfekten Zylinderschale auf die Grenztragfähigkeit unter Axiallast hervorruft, ist folglich unbekannt. Ziel dieser Arbeit ist es, • das Eigenspannungsfeld und die Verformungen mit realitätsnaher Schweißsimulationsberechnung zu bestimmen, • zu untersuchen, welche Abweichungen auftreten, wenn statt der realitätsnahen Schweißsimulationsberechnung vereinfachende Annahmen getroffen werden, und • die Auswirkungen verschiedener Schweißfolgen auf Eigenspannungen, Verzug und Axialgrenzspannung zu untersuchen. 14
2 Gefügeumwandlungen beim Schweißen und deren numerische Berechnung 2 Gefügeumwandlungen beim Schweißen und deren numerische Berechnung 2.1 Gefügeumwandlung unlegierter Stähle beim Aufheizen und Abkühlen Unlegierte Baustähle besitzen einen geringen Kohlenstoffgehalt. Die bei Raumtemperatur vorliegenden Gefügebestandteile sind Ferrit mit einem kubisch-raumzentrierten Kristallgitter (α-Eisen), in dem ein sehr kleiner Teil des Kohlenstoffgehaltes gelöst ist, und Perlit, eine lamellare Anordnung von Ferrit mit dem Eisencarbid Zementit (Fe 3 C). In gewalzten Stahlerzeugnissen liegen diese Gefügebestandteile meinst in streifiger Anordnung (Abbildung 2.1) vor. Abbildung 2.1: Ferritisch-perlitisches Gefüge 15
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6 Strukturmechanische Berechnung 6
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8 Schweißfolgen gen bei den System
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10 Vereinfachungen reichen neben de
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10 Vereinfachungen 10.8 Bewertung d
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11 Einlagige Umfangsnähte 11 Einla
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R t 50 100 200 400 800 1600 σ kl 2
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11 Einlagige Umfangsnähte ISOVALEU
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11 Einlagige Umfangsnähte mit w =
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11 Einlagige Umfangsnähte Radialve
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11 Einlagige Umfangsnähte Für Sch
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