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Lebensdauerverlängerung von geschweißten Verbindungen aus Rundhohlprofilen (CIDECT)

Lebensdauerverlängerung von geschweißten Verbindungen aus Rundhohlprofilen (CIDECT)
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Philipp Weidner

Förderung:

CIDECT (Comité International pour le Développement et l´Etude de la Construction Tubulaire)

CIDECT
CIDECT 7Y

Projektnummer: CIDECT 7Y

 

Kurzbeschreibung

Der CIDECT Design Guide 8 gibt Empfehlungen für die Bemessung geschweißter Hohlprofilverbindungen unter Ermüdungsbeanspruchung. Die Bemessung solcher Verbindungen, z. B. bei Offshore-Bauwerken, Kranen und Brücken, erfolgt wegen der ungleichmäßigen Spannungsverteilung entlang der Schweißnähte nach dem Strukturspannungskonzept. Hohe Spannungskonzentrationen an den Schweißnahtübergängen der Anschlüsse reduzieren die Ermüdungsfestigkeit und damit die Lebensdauer der Verbindung erheblich. Mit Hilfe höherfrequenter Hämmerverfahren, wie HiFIT, lässt sich der Ermüdungswiderstand geschweißter Hohlprofilverbindungen gezielt erhöhen. Das Funktionsprinzip des angewendeten Verfahrens basiert auf dem Eintrag mechanischer Impulse auf die Werkstoffoberfläche, was zu einer Verfestigung der Randschicht und zu einem Eintrag von Druckeigenspannungen führt. So konnte im Rahmen des Forschungsprojektes REFRESH die Lebensdauer einfacher, geschweißter Konstruktionsdetails erheblich erhöht und die experimentell ermittelten Ermüdungsfestigkeiten im Vergleich zu unbehandelten Details um 80 bis 100 % gesteigert werden. Eine Überprüfung der Anwendbarkeit von HiFIT bei Hohlprofilverbindungen war nicht Bestandteil des Projektes. Ziel des Forschungsprogramms CIDECT 7Y-PWT war es daher, die Anwendbarkeit höherfrequenter Hämmerverfahren bei Hohlprofilverbindungen zu untersuchen. Hierzu wurden Ermüdungsversuche an X-Knoten aus Rundhohlprofilen (KHP-X-Knoten) mit und ohne HiFIT-Behandlung und versuchsbegleitende numerische Analysen durchgeführt. Ergebnisse zeigen, dass die Lebensdauer der untersuchten geschweißten Hohlprofilverbindungen durch eine Schweißnahtnachbehandlung mit höherfrequenten Hämmerverfahren erheblich gesteigert werden kann. Verglichen mit dem CIDECT Design Guide 8 konnte die Ermüdungsfestigkeit um 70 bis 90 % gesteigert werden.

Projektveröffentlichung im Stahlbau: DOI:10.1002/stab.201101447