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Ultra Low-Cycle Fatigue of welded joints under variable multi-axial strains

Ultra Low-Cycle Fatigue of welded joints under variable multi-axial strains
Ansprechpartner:

Sven Nagel M.Sc.

Förderung:

DFG

Partner:

École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Prof. Dr. A. Nusbaumer, Dr. A. de Castro e Sousa

Technische Universität Graz (TUG) Prof. Dr. A. Taras, Prof. Dr. H. Unterweger,  Dr. C. Tappauf

Laufzeit:

2012 - 2016

dynamische Reaktion der Tragstruktur

Kurzbeschreibung

Im Erdbebenfall unterliegen Bauwerke unregelmäßigen Bodenbewegungen. Diese werden auf das Bauwerk übertragen und lösen eine dynamische Reaktion der Tragstruktur aus. Auch bei einfachen statischen Systemen können diese Bewegungen komplexe multiaxiale Beanspruchungszustände in einzelnen Bauteilen hervorrufen. Die derzeitige Strategie für eine erdbebensichere Bauwerksauslegung besteht darin, die aus der Eigendynamik des Bauwerks resultierenden Beanspruchungen zu reduzieren. Dies geschieht durch den Einsatz dissipativer Elemente aus Stahl oder dem Zuweisen bestimmter Bereiche mit selbiger energie-umwandelnder Wirkung durch konstruktive Vorkehrungen. In diesen Bereichen treten große plastische Deformationen in mehreren Zyklen mit unterschiedlichen Amplituden auf.

Die Schädigungsentwicklung unter zyklischen plastischen Deformationen ist als Ultra-Low-Cycle-Fatigue (ULCF) bekannt und scheint nach aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen von dem vorliegenden multiaxialen Spannungszustand abzuhängen. Mikromechanische Schädigungsmodelle, die auf dem Phänomen der Porenbildung, deren Wachstum und Verschmelzung basieren, betrachten die Zeitverläufe von Triaxialität (Mehrachsigkeit des Spannungszustandes =σm/σv), Lodewinkel (Winkel zwischen Spannungsvektor und nächstgelegener Hauptachse) und der akkumulierten plastischen Dehnung.