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Experimentelle und numerische Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von verfestigten Kerben und Schweißverbindungen nach dem Hochfrequenzhämmern

Schubnell, Jan

Abstract:

Die Ermüdungsfestigkeitsteigerung von Schweißverbindungen durch das High Frequency Mechanical Impact (HFMI)-Verfahren ist hinreichend statistisch belegt. Die Wirkweise des Verfahrens beruht auf der Änderung der Kerbgeometrie am Nahtübergang, sowie auf der Verfestigung der Randschicht und die Entstehung oberflächennaher Druckeigenspannung. Der Einfluss dieser Effekte wird im Rahmen dieser Arbeit sowohl experimentell als auch numerisch an gekerbten und geschweißten Proben aus niederfesten Stahl (S355J2+N) und hochfesten Stahl (S960QL) untersucht. Durch gezielte Seperationsexperiemente an gekerbten Grundwerkstoffproben erfolgte experimentell eine teilweise Trennung der Effekte der Randschichtverfestigung sowie der Induzierung von Druckeigenspannung im Schwingfestigkeitsversuch. Durch Prozesssimulation des Schweißprozesses, der HFMI-Nachbehandlung sowie der Schwingbelastung mit der Finiten Elemente Methode (FEM) wurde der Eigenspannungszustand nach der Behandlung errechnet und mit Röntgen- und Neutronenbeugungsmessungen abgeglichen. Bei der numerischen Analyse des Ermüdungsverhaltens lag der Fokus auf der Phase der Rissbildung, die durch dehnungsbasierte Schädigungsparameter abgebildet wurde. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000135869
Veröffentlicht am 11.08.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 11.08.2021
Sprache Deutsch
Identifikator KITopen-ID: 1000135869
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang XII, 171 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK)
Prüfungsdatum 20.05.2021
Schlagwörter Mechanische Oberflächenbehandlung, Randschichtverfestigung, Eigenspannung, Schwingfestigkeit, Schweißverbindungen
Referent/Betreuer Schulze, V.
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