Bemessung laserstrahlgeschweißter Überlappverbindungen aus Magnesium und Aluminium unter mehrachsiger Beanspruchung∗
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Nora Exel
Abstract
Der vorliegende Beitrag vergleicht die beiden Leichtmetallknetlegierungen AlMg3,5Mn und MgAl3Zn1 auf Basis von Schwingfestigkeitsergebnissen laserstrahlgeschweißter Überlappverbindungen. Die Versuche wurden sowohl unter reiner Axial- und Torsionsbelastung als auch kombiniert mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit dem Referenzradiuskonzept rref = 0,05 mm bewertet und mit zulässigen Beanspruchbarkeiten aus einem Regelwerk verglichen. Des Weiteren werden zwei spannungsbasierte Methoden zur Bewertung der Beanspruchungsmehrachsigkeit vorgestellt.
Abstract
The present paper compares the wrought light-metal alloys AlMg3.5Mn and MgAl3Zn1 based on the fatigue behaviour of laserbeam-welded overlapped tubular joints. The experiments were carried out under pure axial, pure torsional and combined proportional as well as nonproportional loading. The test results were assessed by applying the notch stress concept with a reference radius of rref = 0,05 mm and compared with allowable stresses taken from a standard. Finally, two stress based multiaxial hypothesis are compared to each other based on the test results.
Literatur
1 C. M.Sonsino, H.Hanselka: Betriebsfeste Bemessung von Bauteilen aus Magnesium, Konstruktion53 (2001), No. 12, S. 55–58Suche in Google Scholar
2 J.Wiebesiek: Festigkeitshypothesen zum Schwingfestigkeitsverhalten von dünnwandigen Laserstrahlschweißverbindungen aus Aluminium unter mehrachsigen Beanspruchungen mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen, Dissertation TU Darmstadt (2012)Suche in Google Scholar
3 A.Hobbacher: IIW International Institute of Welding (Hrsg.): Recommendations for fatigue design of welded joints and components, IIW Doc.-No. 1823-07 (2008)Suche in Google Scholar
4 J.Wiebesiek, C. M.Sonsino: IIW International Institute of Welding (Hrsg.): Revision of IIW Design Method for Assessing Multiaxial Fatigue of Welded Aluminium, IIW-Doc. XIII 2314r1-10 and XV-1349r1-10 (2011)Suche in Google Scholar
5 C. M.Sonsino, J.Wiebesiek: Beurteilung von mehrachsig schwingbeanspruchten Schweißverbindungen in den IIW-Empfehlungen, Materials Testing53 (2011), No. 3, S. 125–135Suche in Google Scholar
6 D.Radaj, C. M.Sonsino, W.Fricke: Fatigue Assessment of Welded Joints by Local Approaches, 2nd Edition, Woodhead, Cambridge, UK (2006)10.1201/9781439832806Suche in Google Scholar
7 W.Fricke, IIW International Institute of Welding (Hrsg.): Guideline for the Fatigue Assessment by Notch Stress Analysis for Welded Structures, IIW-Doc. XIII-2240r2-08 and XV-1289r2-08 (2010)Suche in Google Scholar
8 C. M.Sonsino: A consideration of allowable equivalent stresses for fatigue design of welded joints according to the notch stress concept with the reference radii rref = 1.00 and 0.05 mm, Welding in the World53 (2009), No. 3–4, S. R64–R7510.1007/BF03266705Suche in Google Scholar
9 C. M.Sonsino, T.Bruder, J.Baumgartner, L. MKachmar, Time of Rupture Process Geep Conditions International Survival of Fracture, XI–XVII, 1999, S-N lines for welded thin joints – suggested slopes and FAT values for applying the notch stress concept with various reference radii, Welding in the World (54) (2010), No. 11–12, S. R375–R392Suche in Google Scholar
10 Ö.Karakas, C.Morgenstern, C. M.Sonsino: Schwingfeste Auslegung von Schweißverbindungen aus der Magnesiumknetlegierung AZ31 (ISO-MgAl3Zn1) mit dem Konzept der fiktiven Ersatzradien von rf = 1,0 mm und 0,05 mm, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik38 (2007), No. 8, S. 603–61210.1002/mawe.200700182Suche in Google Scholar
11 F.Henning, E.Moeller: Handbuch Leichtbau – Methoden, Werkstoffe, Fertigung, Carl Hanser Verlag, München (2011)10.3139/9783446428911Suche in Google Scholar
12 J.Wiedemann: Leichtbau, Springer-VerlagBerlin, Heidelberg, New York (2007)Suche in Google Scholar
13 H. J.Gough, H. V.Pollard: The strength of metals under combined alternating stresses, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers 1847–1982 (Vols 1–196) 131 (1935), S. 3–103Suche in Google Scholar
14 K.Störzel, J.Wiebesiek, T.Bruder, H.Hanselka, FraunhoferLBF (Hrsg.): Betriebsfeste Bemessung von mehrachsig belasteten Laserstrahlschweißverbindungen aus Stahlfeinblechen des Karosseriebaus – FB 235, Darmstadt (2008)Suche in Google Scholar
15 J.Wiebesiek, K.Störzel, T.Bruder, H.Kaufmann: Multiaxial fatigue behaviour of laserbeam-welded thin steel and aluminium sheets under proportional and non-proportional combined loading, International Journal of Fatigue33 (2011), No. 8, S. 992–100510.1016/j.ijfatigue.2010.12.008Suche in Google Scholar
© 2013, Carl Hanser Verlag, München
Artikel in diesem Heft
- Inhalt/Contents
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- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Bruchmechanisches Modell zur Ermittlung der Schwingfestigkeit von geschweißten und nichtgeschweißten Proben∗
- Bemessung laserstrahlgeschweißter Überlappverbindungen aus Magnesium und Aluminium unter mehrachsiger Beanspruchung∗
- Bewertung der Schwingfestigkeit von Schweißnahtenden mit dem Kerbspannungskonzept und bruchmechanischen Methoden∗
- Verhalten von lasergeschmolzenen Bauteilen aus der Titan-Aluminium-Legierung TiAl6V4 unter zyklischer Beanspruchung∗
- Herausforderungen bei der Auslegung und produktionstechnischen Umsetzung von Verbundlenkerhinterachsen für PKW∗
- Schwingfestigkeit von Schweißnahtenden und Übertragbarkeit von Schweißverbindungswöhlerlinien∗
- Betriebsfeste Bemessung von Steckverbindern in Steuergeräten∗
- Betriebsfestigkeitsbewertung von Leichtbauklebeverbindungen–Herausforderungen bei Faserverbund- und Hybridbauteilen∗
- Einfaches Korrigieren des Hinterleuchtens von Röntgendetektoren
- EFNDT Working Group 5 – der Brückenschlag zwischen technischer und öffentlicher Sicherheit
- Mechanical and Corrosion Resistance of (Ti,Cr)N Grown by DC Magnetron Sputter on H13 Tool Steel
- A general approach to automatic measurements of water velocity
- Investigation of Modal Properties of AlSi7 Foam Produced by Powder Metallurgy Technique
- Utilization of Power Plant Bottom-Ash Particles as Stabilizer in Aluminum Foams
- On the Biaxial Distribution of Anisotropic Elastic Modulus of Thin-Plate Polycrystalline Elements and the Identification by Ultrasonic Methods
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