Record #623175

IGF20875N

Innovative Tragfähigkeitsanalyse geschweißter Stahlbauteile mit Hilfe der Schädigungsmechanik

Grant period	2019-11-01 - 2023-04-30
Funding body	Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
	BMWK
Further information:	Homepage
Identifier	G:(BMWK)20875N

Note: Die in den aktuellen Regelwerken des Stahlbaus verankerten Festigkeitskriterien für geschweißte Stahlbauteile basieren auf einfachen Ingenieurmodellen, bei denen die Grenzlastvorhersage näherungsweise mit der Zugfestigkeit des Materials verknüpft wird. Gleichwohl die Parameter dieser Tragfähigkeitsfunktion an Versuchen kalibriert wurden, weisen sie nur begrenzte Vorhersagegenauigkeiten auf, da das tatsächliche Versagensverhalten durch die zugrunde liegende Modellvorstellung nicht erfasst wird. Die derzeit vorhandenen Streuungen entstammen größtenteils dieser Nichtberücksichtigung des tatsächlichen Bruchmechanismus und der vorausgehenden Schädigungsgeschichte, die maßgebend von den tatsächlichen Zähigkeitseigenschaften des Werkstoffs abhängen. Im geplanten Forschungsvorhaben sollen deswegen neue, verbesserte Festigkeitskriterien für geschweißte Stahlbauteile entwickelt werden, die insbesondere für die Anwendung höherfester Stahlsorten von größter Bedeutung sind. Bislang kommen diese Stähle unberechtigterweise kaum zum Einsatz, da die Bemessungsnorm aufgrund mangelnder Kenntnis der Versagensmechanismen hochfeste Stähle zu restriktive Anforderungen enthalten. Der methodische Ansatz beruht auf der mikromechanischen Erfassung des wahren Bruchverhaltens durch Implementierung eines geeigneten Rissinitiierungskriteriums zur Versagensdetektion. Für geschweißte Bauteile erfordert das schädigungsmechanische Konzept die Berücksichtigung unterschiedlicher Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften von Grundmaterial, Schweißnaht und Wärmeeinflusszone. Hiermit können neue, verbesserte Festigkeitskriterien abgeleitet werden was ökonomische und ökologische Vorteile - etwa durch Kosten- und Energieeinsparung bei geringerem Materialaufwand, für die KMU orientierte Stahlbaubranche und die qualitätsorientierte Stahlindustrie verspricht.

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Record created 2025-02-04, last modified 2025-02-04

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