Me 04 Foilen Schweissen

ME-04-01.DSF

04-01Maschinenelemente:

Spannungsnachweise im Stahlbau(ruhende Belastungen)

BelastungenLastannahmen

RechenerischeBelastungen

Nennspannungen

Vergleichsspannung

Sonstige Einflsse:Eigenschwingverhalten,Wrmewirkungen,Temperatur, Korrosion,Ste

(Bauteil und Naht)

zul. Spannungenzul zul,

Vergleich

WerkstoffWarmfestigkeitNahtform

Schubspannungmax

v zulmax zul

ME-04-02.DSF


Rechnerische Nahtanschlussflchen (Stahlbau)

Regeln

Stumpfnhte voll anschlieen.

Kehlnhte unter Schubbelastung nur inLngsrichtung rechnen (Min/Max - Naht-lngen beachten).

Bei Biegung und Torsion Schwerlinien derNahtanschlussflchen auf die theoretischeNahtwurzellinie legen.

Endkrater ggf. abziehen, Innenrundungenbei Walzprofilen abziehen.

ME-04-03.DSF


Berechnung der Nennspannungen (Stahlbau)

Vorgehensweise

Belastungsschema aufstellen.

Bild des rechnerischen Nahtanschlusses schaffen und bemaen.

Anschlussquerschnitte und Flchenwider-standsmomente berechnen.

Nennspannungen berechnen, aus jederBelastung einzeln.

Vergleichsspannungen ermitteln.

Maximale Schubspannung getrennt nach-weisen.

ME-04-04.DSF


Rechnerisches Nahtanschlussbild- Trgeranschluss (ganz umschweit) -

Betrachtung nachDIN 18 800

tatschlicherNahtanschluss

ht F

b1

2

3

4

5

y y

theor. Nahtwurzel

M tx

l

h

Mbz

F Zx

MbyFQy

FQz

z

y

x

b

Nahtanschlussbild fr Biegung mit Biegung Mby

.. .. .... ..

......

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.. ... .... .. ... ....

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

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.

.

.

.

.

.

..

.

.

.

.

.

.

.

.

Folie:ME-04-05.DSF

ME-04-05.DSF


Regeln

Rechnerisches Nahtanschlussbilder frQuerkrfte

Nur Nahtanteile parallel zur Lastrichtungbeachten.

Verschiebung der Nahtanschlussflchennicht erforderlich (ohne Einfluss!).

Qy y x max yfr F ( ) Qx x x max yfr F ( ) =

=

Rechnerisches Nahtanschlussbild im Stahlbau(Trger mit Querkrften)

h

FQy

FQz

z

y

x

tSteg

bA1

A2

y y

Querkraft FQy

FQy

z

z

h i

b

A3y y

Querkraft FQz

z

z

FQzl 3

a3 -max

b

- m

ax

z y

ME-04-06.DSF


U-S

tahl

unt

er Q

uerk

raft

ME-04-07.DSF


Vergleichsspannungen fr Spannungsnach-weise im Stahlbau

v II II II= + + + 2 2 2 2

= 1 bei ruhender Belastung (DIN 4100) = 2 bei dynamischer Belastung (DIN 15018)

v zul

Der Schubspannungsnachweis wird getrennt gefhrt

max zul

ME-04-09.DSF


Biegespannung in der Naht auf 1 - 2 und 3 - 4

1 2

3 4

yFz

zyM xF=

x

y

zx

e

h+ah

y y

a1 2

a

23es,y

3g

hI (h a) aa(h a (h) 212

22

a)a 212

+ = + + +

1e (h a)2

= + ges,yyI

We

=

+

-b

by

yMW

=

b = 1 - 2

3 4

y

bb W

M=

h

h

h

ME-04-12.DSF


Kesselformeln

A=Di l.

F/2=

F/2=

A= Di2 . 4

A pFZ= .

Z= =FZDm t. .p Di4 t..

Technische Regeln fr Dampfkessel

Zylindrische Druckbehlter

Kugelbehlter

Hierin bedeuten: tmin = Mindestwandstrke des Behlters mit der Be- dingung Da/Di 1,2 (Nahtstrke fr Stumpfnhte), pmax = Hchstzulssiger Betriebsberdruck des Behlters, zul = (R/)*v, R = Festigkeitskennwert bei der Berechnungstem- peratur, wobei der kleinste der nachstehenden Werte einzusetzen ist: Re, Rp0,2, Rm, = Sicherheitsfaktor, v = Verschwchungsbeiwert, c = c1 + c2 = Zuschlge; c1 fr herstellungsbedingte Wanddickenminderung und c2 fr Korrosion.

ME-04-13.DSF

cp2

pDtmaxzul

maxamin ++

=

cp4

pDtmaxzul

maxamin ++

=

Maschinenenelemente: 04-13

Berechnung dynamisch belasteter Schwei-verbindungen

Allgemein verbindliche technische Regelwerke gibt es zurBerechnung dynamisch belasteter Schweiverbindungen im Maschinenbau nicht.

ME-04-14.DSF


In speziellen Teilbereichen gibt es Festlegungen: Fahrbare Maschinen und Gerte der Deutschen Bahn AG (DS 952). Tragwerke von Kranen und Kranbahnen (DIN 15018). Regeln fr kerntechnische Anlagen (KTA). TGL - Standards (frher gltig in der DDR).


ME-04-15.DSF

1 10 102 107106105104103

Schwingspiele

0

100

200

300

400

500

600

Obe

rspa

nnun

g 0

in N

/mm

2

Kurzzeitfestigkeit Zeitfestigkeit Dauerfestigkeit

Unterspannung u = 20 N/mm2

mmm

WHLER-Kurven von ungeschweitem Blechund DV-Stumpfnaht und Kehlnaht

unter Schwellbelastung

bliche Sicherheiten in den Zeitfestigkeits-bereichen

Kurzzeitfestigkeitsbereich

Zeitfestigkeitsbereich 64 102N10

410N

Dauerfestigkeitsbereich 6102N

0,27,15,1R

O

e KK=

8,15,13,10,1.vorh,O

O KK =

0,30,25,13,1.vorh,O

DO KKK=

(log)N106105104103102

a

Zeitfestigkeits-bereich

Dauerfestigkeits-bereich

Kurzzeitfestigkeits-bereich

104

(log)

2*10

6

Re/n

s0

sD

ME-04-16.DSF


(lo

g)

90%

50%

10%b

erleb

ens-

wahr

sche

inlich

keit

ME-04-17.DSF

berlebenswahrscheinlichkeit - Streubereiche


N (log)

Nahtform / Belastungsrichtung

DwzulN/mm2

84

75

75

63

45

27

63

45

45

27

Nahtgte

Sondergte

Normalgte

Normalgte(Neigung 1:3)

Normalgte(Neigung 1:2)

Normalgte(DHV-Naht)

Normalgte(Doppelkehlnaht)

Sondergte(DHV-Naht)

Normalgte(DHV-Naht)

Sondergte(Kehlnaht)

Normalgte(Kehlnaht)

Neigung

Zulssige Dauerwechselbeanspruchungentypischer Verbindungen dynamisch

beanspruchter Tragwerke von Kranen DIN 15018)

ME-04-18.DSF



Spannungs-verteilung A - A

Wertig-keit

100 %

90 %

68 %

A

A

A

A

E

E

A

A

Spannungs-verteilung E - E

Folie ME-04-19.DSF

Einflu der Nahtgestaltung auf dieDauerfestigkeit

Folie ME-04-20.DSF

Einflu der Oberflchenbeschaffenheit- E295 (St 50) -


Walzhaut 230 . . . 240 (100%)

Quernaht unbearbeitet 160 . . . 180 (72%)

Quernaht bearbeitet 220 . . . 230 (96%)

0 100 200 300

ssch N/mm2

Quernaht unbearbeitet

Quernaht bearbeitet

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