Beurteilung von mehrachsig schwingbeanspruchten Schweißverbindungen in den IIW-Empfehlungen

Da die Beurteilung von mehrachsigen Spannungszuständen eine große Komplexität birgt, werden in Regelwerken einfache, aber zuverlässige Berechnungsmethoden bevorzugt. In diesem Zusammenhang fand die Gough-Pollard-Beziehung mit einer duktilitätsbezogenen Modifikation des mehrachsigen Schädigungsparameters DMA Eingang in die IIW-Empfehlungen. Schweißverbindungen aus Stahl zeigen eine Minderung der Lebensdauer unter nicht proportionaler (phasenverschobener) mehraxialer Beanspruchung (DMA = 0,5) im Vergleich zur proportionalen (phasengleichen) Beanspruchung (DMA = 1,0). Aluminiumschweißverbindungen geringer Duktilität hingegen weisen zwischen proportionaler und nicht proportionaler Beanspruchung keinen Unterschied auf (DMA = 1,0). Duktile Aluminiumschweißverbindungen jedoch verhalten sich wie Schweißverbindungen aus Stahl. Demzufolge wird in den IIW-Empfehlungen für nicht proportionale mehrachsige Beanspruchung der auf der sicheren Seite liegende Schädigungsparameter DMA = 0,5 sowohl für Schweißverbindungen aus Stahl als auch aus Aluminium empfohlen, sofern nicht ein semi-duktiler Werkstoffzustand vorliegt (DMA = 1,0).

Evaluation of Multiaxial Loaded Welded Joints in the 11W-Recommendations for Fatigue Design. As the evaluation of multiaxial stress state is a very complex issue, in design codes simple but reliable calculation methods are preferred. In this context the Gough-Pollard equation found access to the 11W-Recommendations requiring a ductility dependent modification of the multiaxial damage parameter D-MA. Welded steel joints show a decrease of fatigue life under non-proportional (out-of-phase) multiaxial loading (D-MA = 0.5) in comparison to proportional (in-phase) loading (D-MA = 1.0). In contrast, welded aluminium joints with lower ductility (semi-ductility) display no difference between proportional or non-proportional multiaxial loading (D-MA, = 1.0), but welded ductile aluminium joints reveal a behaviour like steels. From the background of these results, the conservative multiaxial damage parameter D-MA = 0.5 is recommended not only for the assessment of steel but also of aluminium joints submitted to multiaxial non-proportional loading. In case of semi-ductile material states the value D-MA = 1.0 can be applied.