Dokument 1.pdf (35.736 KB) - RWTH Aachen University
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7. Sicherheitsbewertung von hybridlasergeschweißten Bauteilen<br />
niedriger als für a=5mm ist. Eine mögliche Erklärung ist im viel stärkeren Einfluss der<br />
Spannungskonzentration am Schweißnahtübergang auf die Erhöhung der Spannungsmehrachsigkeit im<br />
Vergleich zur größeren Risstiefe zu finden. Bei einem rissfreien Rohr würden sich die höchsten<br />
Spannungen an der Außenoberfläche infolge der Biegbelastung und vor allem der geometrischen<br />
Diskontinuität am Schweißnahtübergang ergeben. Die Spannungen in Dickenrichtung werden mit<br />
steigender Entfernung vom Schweißnahtübergang geringer. Innerhalb der Strecke, die zwischen der 1.4<br />
und 5mm Entfernung vom Schweißnahtübergang liegt, findet ein Spannungsabbau von ca. 40% statt.<br />
Dies ist auch der Grund, warum die Spannungsmehrachsigkeit trotz der größeren Risstiefe für a=5mm<br />
niedriger als für a=1.4mm ist.<br />
Der Vorteil der Schädigungsanalyse mit dem GTN-Modell für die Ausnutzung von Sicherheitsreserven<br />
gegenüber der FITNET-Prozedur wird mit Hilfe der Sicherheitsbewertung für die beiden Risstiefen<br />
a=1.4 und 5mm in Bild 7.16 gezeigt. Mit der FITNET-Prozedur ergibt sich bei der Bemessung gegen<br />
die duktile Rissinitiierung eine kritische Biegespannung von 694MPa für a=1.4mm und 684MPa für<br />
a=5mm, die an der Rohraußenoberfläche infolge des Biegemoments in der Verbindung Rohr-Platte<br />
ohne Berücksichtigung der Spannungserhöhung durch die Schweißverbindung berechnet wird. Mit<br />
dem GTN-Modell ist eine Erhöhung der Biegebeanspruchung von 13% (786MPa) für a=1.4mm und<br />
10% (752MPa) für a=5mm möglich, bevor das Versagen durch den Beginn des stabilen<br />
Risswachstums eingeleitet wird.<br />
K R<br />
1.4<br />
1.2<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.0<br />
EH36I-15<br />
Option 0 (GW)<br />
Option 0 (SG)<br />
Option 1 (GW)<br />
Option 1 (SG)<br />
Option 2<br />
Option 3<br />
Option 4<br />
Rohr, a=1.4mm<br />
Rohr, a=5mm<br />
GTN, 752MPa<br />
GTN, 786MPa<br />
684MPa<br />
694MPa<br />
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4<br />
L R<br />
Bild 7.16: Sicherheitsbewertung für das Rohr mit den Risstiefen von a=1.4 und 5mm<br />
7.4.3 Zwei Rohre unter Innendruck<br />
Eine weitere Anwendung des Hybridlaserschweißverfahrens besteht im Bereich der längsgeschweißten<br />
Rohrleitungen unter Innendruckbeanspruchung aufgrund der bereits genanten Vorteile, wie z.B.<br />
geringe Eigenspannungen, schmale WEZ und dadurch Begrenzung der Zonen mit Sprödbruchgefahr.<br />
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