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28. Februar 2024

Linienschweißverbindungen in RFEM 6

In RFEM 6 ist es möglich, Linienschweißnähte auf Linien zwischen Flächen zu definieren und die Schweißspannungen mithilfe des Add-Ons Spannungs-Dehnungs-Analyse zu berechnen. Dieser Artikel zeigt Ihnen, wie es geht.

Linienschweißverbindungen werden über das Dialogfeld "Neue Linienschweißverbindung" definiert, wie in Bild 1 zu sehen. Die Auswahl des Verbindungstyps ist für die Definition einer Linienschweißverbindung wichtig. Im Programm stehen die folgenden Typen zur Verfügung: Stumpfstoß, Eckverbindung, Überlappstoß und T-Stoß. Bitte beachten Sie, dass zusätzlich dazu ein Schweißnaht-Typ definiert werden muss. Die Liste bietet je nach Verbindungstyp verschiedene Möglichkeiten zur Durchführung von Schweißkonstruktionsnachweisen.

Linienschweißverbindungen können über die gesamte Linienlänge "kontinuierlich" angeordnet werden. Die Eingabe der Schweißparameter erfordert die Zuweisung der Schweißgröße, um die Schweißdicke zu definieren, während die Schweißlänge der Linienlänge entnommen wird. Bei asymmetrischen Schweißkonfigurationen kann die Position der Schweißnaht in Bezug auf die verbundene Fläche festgelegt werden (roter Bereich in der Dialoggrafik). Wird die Option "Flächennormale (+z)" ausgewählt, wird die Schweißnaht auf der Unterseite der verbundenen Fläche definiert. Die Option "Umgekehrte Flächennormale (-z)" ermöglicht eine Definition auf der Oberseite, ohne dass die Flächenausrichtung umgekehrt werden muss.

Eine Linienschweißverbindung kann einer Linie zugeordnet werden, die zu den nachfolgend ausgewählten Flächen gehört oder in diese integriert ist. Die Zuordnung der Linien- und Flächennummern kann entweder in der oberen rechten Ecke des Dialogfelds oder durch grafische Auswahl im Arbeitsfenster erfolgen. Bitte beachten Sie, dass die Reihenfolge, in der die Flächen ausgewählt werden, nicht beliebig ist. Die erste Fläche wird immer als "angeschlossene Fläche" betrachtet. Sie ist wichtig, um die Spannung in der Schweißnaht zu bestimmen.

Die Ausrichtung der Schweißnaht wird durch die folgenden Regeln definiert:

  • "w" entspricht der Schweißnahtachse und ist immer identisch mit der x-Achse der Linie, auf der die Linienschweißnaht definiert ist.
  • "s" ist parallel zur z-Achse der ersten Fläche aus der Linienschweißdefinition ausgerichtet (vereinfachtes Verfahren) oder verläuft parallel zur effektiven Schweißnahtkehle (richtungsbezogenes Verfahren).
  • "j" ist orthogonal zur Ebene "w"-"s" ausgerichtet.

Das Koordinatensystem der Schweißnaht kann mit dem Display-Navigator aktiviert/deaktiviert werden.

Nachdem Sie die Linienschweißverbindungen erstellt und zugewiesen haben, können Sie die grundlegenden Spezifikationen zur Analyse dieser Verbindungen festlegen. festlegen. Dies kann über die Registerkarte Spannungs-Dehnungs-Analyse – Konfiguration desselben Dialogfelds (Bild 4) oder über den Eintrag Spannungs-Dehnungs-Analyse im Navigator (Bild 5) erfolgen.

Zuerst können Sie die für Ihre Berechnung relevanten Spannungskomponenten auswählen. Sie können Normalspannungen in "j-Richtung" σj (entspricht σ in EN 1993-1-8 [1]), sowie Querschub τs (gleich τ in [1]) und Längsschub τw (entspricht τ gemäß [1]) an den kritischen Nachweispunkten des Schweissnahts analysieren (für weitere Details siehe ). Verschiedene Ersatzspannungen stehen ebenfalls zur Verfügung.

Für Spannungskomponenten mit definiertem Grenzspannungen werden zusätzlich zu den Spannungswerten Ausnutzungswerte berechnet. Dies bedeutet, dass Spannungsnachweise gemäß nationalen Normen, wie z.B. der EN 1993-1-8 [1], mit wenig Aufwand durchgeführt werden können.

Spezielle Optionen sind ebenfalls in diesem Dialogfeld verfügbar. Zum Beispiel können Sie die Glättung der Spannungen steuern (d.h. die Verteilung der lokalen Spannungsspitzen über die Schweissnahtlänge) und die entsprechende Methode der Spannungsanalyse auswählen. Für Nahtkonfigurationen mit Kehlnaht können die Spannungen mit Bezug auf die Ausrichtung der angeschlossenen Fläche (vereinfachte Methode gemäß EN 1993-1-8 [1]) oder der geneigt effektiven Nahtdicke (richtungsbezogenes Verfahren gemäß [1]) ermittelt werden.

Bei Bedarf können Schweißexzentrizitäten berücksichtigt werden. Dadurch können beispielsweise bei einseitigen Kehlschweißkonstruktionen zusätzliche Momente auftreten.

Nach Abschluss der Berechnung stehen die Spannungen in den Liniennähten sowohl in grafischer als auch in tabellarischer Form zur Verfügung. Der Navigator ermöglicht die Steuerung, welche Spannungen grafisch angezeigt werden, während die Tabelle einen Überblick über die Spannungen nach Bemessungssituationen, Belastungen, Linie und Ort bietet.

Die Ergebnisdetails liefern zusätzliche Zwischenergebnisse, beispielsweise den Öffnungswinkel zwischen den angeschlossenen Flächen, den Neigungswinkel des effektiven Schweißnahtkehls oder die Linienschweißkräfte pro Längeneinheit M, W, V und P. Letztere bilden die Grundlage zur Berechnung der Spannung.


Autor

Frau Kirova ist bei Dlubal zuständig für die Erstellung von technischen Fachbeiträgen und unterstützt unsere Anwender im Kundensupport.

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