FE-Ermüdungsanalyse
einer
Schweißkonstruktion
nach der AD-Merkblatt S2
(es sind nur die Überschriften des Berichtes zu sehen)
Berechnung der Vergleichsspannungsschwingbreite und Vergleichsmittelspannung
Berechnung der zulässigen Spannungsschwingbreite bei bekannter Lastspielzahl
Berechnung der zulässigen Lastspielzahl bei bekannter Spannungsschwingbreite
Berechnung der Vergleichsspannungsschwingbreite und Vergleichsmittelspannung
Die vorliegende Gehäuse-Schweißkonstruktion
wird für Versuchszwecke verwendet. Im Betrieb treten
Druckschwankungen von maximal 3.0 bar
und minimal – 0,8 bar bei einer maximalen Wandtemperatur von
200°C auf. Für diese Betriebsbedingungen wird eine
Lebensdauerberechnung
durchgeführt und nachgewiesen, dass das Gehäuse mindestens 1000
Lastzyklen standhält. Berechnungsgrundlage ist das AD- Merkblatt
S2
"Beanspruchung auf Weschselspannung"
Lastfall 1: Innendruckbelastung Pmin = - 0.8 bar = 0.08 N/mm2
Lastfall 2: Innendruckbelastung Pmax = 3 bar = 0.3 N/mm2
Lastfall 3: Temperaturbelastung mit 2000 C
Spannungsschwingbreite = 2 sva = 255 + 67 = 322 N/mm2
Vergleichsmittelspannung = sV = ( 255 + 67 ) / 2 = 161 N/mm2
Berechnung der zulässigen Spannungsschwingbreite bei bekannter Lastspielzahl
Die Spannungsschwingbreite 2sva darf die zulässige Spannungsschwingbreite sa zul
nicht überschreiten (7).
Ungeschweißte Bauteilbereiche:
Korrekturfaktor zur Berücksichtigung des Oberflächeneinflußes:
Korrekturfaktor zur Berücksichtigung des Wanddickeneinflusses:
Koorekturfaktor zur Berücksichtigung des Mittelspannungseinflusses:
Korrekturfaktor zur Berücksichtigung des Temperatureinflusses:
Damit berechnet sich die zulässige Spannungsschwingbreite sa zul für ungeschweißte Bauteilbereiche zu:
Geschweißte Bauteilbereiche:
Korrekturfaktor zur Berücksichtigung des Wanddickeneinflusses:
Korrekturfaktor zur Berücksichtigung des Temperatureinflusses:
Damit berechnet sich die zulässige Spannungsschwingbreite sa zul für geschweißte Bauteilbereiche zu:
Berechnung der zulässigen Lastspielzahl bei bekannter Spannungsschwingbreite
Ungeschweißte Bauteilbereiche:
Die geforderte Lastspielzahl N = 1000 ist kleiner als die zul. Lastspielzahl Nzul
Ungeschweißte Bauteilbereiche:
Die geforderte Lastspielzahl N = 1000 ist kleiner als die zul. Lastspielzahl Nzul