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Experimentelle und numerische Ermittlung der thermo-mechanischen Beanspruchung des Wurzelbereichs austenitischer Rundnähte
(2001) Bonn, Ruthard; Roos, Eberhard (Prof. Dr.-Ing. habil.)
Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurden Versuchsnähte an dünnwandigen austenitischen Rohren mit der Nennweite DN 250 erstellt. Während der Erstellung der Schweißnaht mittels der WIG-Orbital-Schweißtechnik wurden im Nahtbereich Temperaturen und Verformungen gemessen. Nach Fertigstellung der Schweißverbindung wurden die Schweißeigenspannungen auf der Rohrinnenoberfläche experimentell ermittelt. Die schweißbegleitenden Messungen lieferten eine breite Datenbasis zur Validierung von Berechnungsmodellen. Zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens unter schweißtypischer Beanspruchung wurden Werkstoffuntersuchungen bis zu einer Prüftemperatur von 1300°C durchgeführt. Auf der Basis der Werkstoffversuche wurde ein aus der Literatur bekanntes phänomenologisches Stoffgesetz zur Beschreibung von gemischter nichtlinearer kinematischer und isotroper Verfestigung modifiziert und in den FE-Code ABAQUS implementiert. Eine Finite Elemente Analyse der Versuchsschweißung zeigte, dass die thermische Beanspruchung der Nahtumgebung sowie die Verformungsmechanismen im nahtnahen Bereich numerisch sehr gut wiedergegeben werden können.