Problemstellung

Bei dynamisch beanspruchten Stahlkonstruktionen wird meist der Ermüdungsnachweis maßgebend. Erhöhte Betriebsbelastungen und Leichtbauaspekte erfordern den Einsatz immer höherfesterer Stähle. Regelwerke geben Kerbfälle für den Ermüdungsnachweis an, die unabhängig von der Werkstofffestigkeit sind, sodass der Einsatz hochfester Stähle keine Vorteile bei diesen Konstruktionen hat. Durch den Einsatz von HFH-Verfahren kann die Ermüdungsfestigkeit geschweißter Verbindungen erhöht und das Potential hochfester Stähle genutzt werden. Die Antragsteller haben dafür eine DASt-Richtlinie erarbeitet, die die Ermüdungsbemessung von Kerbdetails aus den Stahlsorten S235 bis S700 regelt. Die Erweiterung auf Stähle bis S960 steht noch aus und geometrische Imperfektionen außerhalb der Bewertungsgruppe B in ISO 5817 sind bislang nicht geregelt.

Zielsetzung

VVorhabensziel ist die Erweiterung der DASt-Richtlinie 026 auf höchstfeste Stähle bis S960 und die gezielte Untersuchung des Einflusses von geometrischen Fertigungsimperfektionen auf die Ermüdungsfestigkeit HFH-behandelter Schweißnähte.

Methodischer Ansatz

Zur Erreichung dieser Ziele erfolgen experimentelle Untersuchungen an Konstruktionsdetails mit und ohne Imperfektionen. Zudem werden verschiedene Imperfektionen in Kombination numerisch untersucht und erfasst.

Bisherige Untersuchungen an Stählen bis S700 zeigen eine zunehmende Effektivität der HFH-Verfahren mit steigender Werkstoffstreckgrenze. Anhand der geplanten Untersuchungen wird der Ermüdungsfestigkeitszuwachs für Stähle im Bereich von S700 bis S960 quantifiziert und die DASt-Richtlinie auf höchstfeste Stähle erweitert. Zudem werden die Bemessungsempfehlungen hinsichtlich des Imperfektionseinflusses abgesichert und die Ermüdungsfestigkeit in Abhängigkeit der Ausprägung geometrischer Imperfektionen über eine Berechnungsformel erfasst. KMUs profitieren durch die wirtschaftlichere Konstruktion und Bemessung ermüdungsbeanspruchter Tragwerke, die durch den effektiven Einsatz höchstfester Stähle ermöglicht wird.

Projektpartner:

Forschungspartner:

• Universität Stuttgart
• Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP

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Das IGF-Vorhaben „21410 BG / 1“, IGF-Projekt  "Kerbfalleinstufung von HFH-nachbehandelten höchstfesten Baustählen unter Berücksichtigung geometrischer Fertigungsimperfektionen im Stahlbau", FOSTA-Projekt P1505 der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA), Sohnstraße 65, 40237 Düsseldorf wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.