Berücksichtigung von Durchläufen bei der Auswertung von Ermüdungsversuchen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Ummenhofer
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 274667888

Die Beschreibung der Wöhlerkurven stellt aufgrund der stochastischen Natur des Ermüdungsvorgangs ein komplexes mathematisches Problem dar. Im Stahlbau und verwandten Branchen erfolgt die Lebensdauervorhersage eines ermüdungsbeanspruchten Kerbdetails anhand von Kerbfallkatalogen, die auf experimentell ermittelten Wöhlerlinien basieren. Diese werden mit Hilfe von Ermüdungsversuchen im Zeitfestigkeitsbereich und der anschließenden Auswertung der Versuchsergebnisse unter Anwendung des linearen Basquin-Modells bestimmt. Das Modell ermöglicht jedoch aus statistischer Sicht weder eine Extrapolation der Wöhlerlinien in den Very High Cycle Fatigue Bereich (VHCF) noch eine Berücksichtigung von Durchläufern. Dies führt zu einer unsicheren Prognose der Dauerfestigkeit als auch zu Unzulänglichkeiten bei der Bemessung einer Konstruktion für sehr hohe Lastspielzahlen, wie z.B. Windenergieanlagen. Das auf der Weibull-Verteilung basierende Modell von Castillo und Fernández-Canteli wurde im Projekt für ungeschweißte Kerbfälle experimentell verifiziert. Es beschreibt die Wöhlerkurve vom Zeitfestigkeits- bis in den VHCF-Bereich umfassend. Zudem bietet es bei der Analyse von Ermüdungsversuchsdaten die Möglichkeit zur Berücksichtigung von Durchläufern und der Wiederholung eines Versuchs auf einem höheren Beanspruchungsniveau. Nun soll die Anwendbarkeit auf geschweißte Verbindungen mit Baustählen und Austeniten untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen