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Fatigue strength and life determination of weldments based on fracture mechanics

  • The paper provides an overview on the results of a German cluster project on the use of fracture mechanics to the determination of the fatigue strength of weldments with fatigue cracks originating at the weld toes. The approach includes (a) a concept for short crack propagation for which the common ΔK concept is not applicable and the crack closure effects are still being gradually build-up, (b) a method for determining fatigue life relevant initial crack sizes as they are needed in any fracture mechanics analysis and (c) multiple cracking and crack coalescence at load levels higher than the endurance limit. The analyses are stochastically performed. Both, the endurance limit and the finite life branch of the S-N curve are determined. Besides a brief introduction into the approach, validation examples are presented. These comprise different weldment types (butt welds, cross joints and longitudinal stiffened plates), two steels (S355NL and S960QL) of quite different strengths,The paper provides an overview on the results of a German cluster project on the use of fracture mechanics to the determination of the fatigue strength of weldments with fatigue cracks originating at the weld toes. The approach includes (a) a concept for short crack propagation for which the common ΔK concept is not applicable and the crack closure effects are still being gradually build-up, (b) a method for determining fatigue life relevant initial crack sizes as they are needed in any fracture mechanics analysis and (c) multiple cracking and crack coalescence at load levels higher than the endurance limit. The analyses are stochastically performed. Both, the endurance limit and the finite life branch of the S-N curve are determined. Besides a brief introduction into the approach, validation examples are presented. These comprise different weldment types (butt welds, cross joints and longitudinal stiffened plates), two steels (S355NL and S960QL) of quite different strengths, different weld geometries due to different welding techniques (WIG, MAG), as-welded and stress relieved welds and different stress ratios varying from R = -1 to R = 0.5.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autoren/innen:Uwe Zerbst, Mauro Madia, H. Th. Beier
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):3rd international Symposium on fatigue design and material defects (FDMD 2017)
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.1 Betriebsfestigkeit und Bauteilsicherheit
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:ScienceDirect
Verlagsort:Lecco, Italy
Jahrgang/Band:7
Erste Seite:407
Letzte Seite:414
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Fatigue strength; Fracture mechanics; Initial crack size; Multiple crack propagation; Short crack propagation; Weldments
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Life Cycle von Komponenten
Veranstaltung:FDMD 2017
Veranstaltungsort:Lecco, Italy
Beginndatum der Veranstaltung:19.09.2017
Enddatum der Veranstaltung:22.09.2017
DOI:https://doi.org/10.1016/j.prostr.2017.11.106
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-438500
URL:http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&UT=WOS:000452909100054
ISSN:2452-3216
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:22.01.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:04.01.2019
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM