Schweißnahtberechnung

Viele Bauteile bestehen aus geschweißten Komponenten. Es ist rechnerisch nachzuweisen, dass diese Schweißnähte ausreichend dimensioniert sind, um die im Betrieb auftretenden Lasten zu ertragen. Falls das Bauteil im Betrieb nicht nur statisch belastet wird, ist ein Ermüdungsnachweis zu erbringen.
Im Berechnungsmodell können die Schweißnähte auf verschiedene Weisen berücksichtigt werden, je nach anzuwendender Auswertemethodik:

• Berücksichtigung über einen Abminderungsfaktor
• Vereinfachte geometrische Modellierung
• Detaillierte Modellierung der Schweißnähte, ggf. mit Submodellen

Die Bewertung der Schweißnähte kann auf verschiedene Arten erfolgen, z.B.:

• Ermittlung der Nennspannungen anhand Schnittkräften zur Bewertung anhand Schweißnahtklassen
• Extrapolation der FEM-Ergebnisse und Bewertung anhand von Schweißnahtklassen
• Bewertung anhand örtlicher Spannungen, z.B. R1-Konzept
• Softwaregestützte Bewertung, z.B mit FEMFAT Weld oder Altair WCD

Darüber hinaus ist oftmals die Fragestellung der Wärmeentwicklung interessant, z.B. für:

• thermisch-transienten Verzug, z.B. Erhalt des Sichtspaltes
• Temperatur an sensiblen Elementen, z.B. Dichtungen

In der FEM-Analyse können die folgenden Effekte berücksichtigt werden:

• Schweißgeschwindigkeit
• Energieeintrag
• Vorwärmung
• Halte- und Abkühlzeiten
• Einlagiges oder mehrlagiges Schweißen
• Konvektion, Wärmeleitung, Strahlung

Simulation der Bauteilerwärmung bei mehrlagigem Schweißen

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