Probabilistische Betrachtung der Schadensakkumulation für stählerne Schweißverbindungen

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Nach der Schadensakkumulations-Hypothese von Palmgren-Miner bzw. deren Modifikationen tritt ein Ermüdungsversagen unter Betriebsbelastung mit variabler Schwingbreiten ein, wenn die rechnerische Schadenssumme D einen theoretischen Grenzwert von 1,0 erreicht. Ergebnisse aus Betriebsfestigkeitsversuchen haben dennoch gezeigt, dass ein Bauteilversagen sowohl bei deutlich kleineren als auch bei wesentlich größeren experimentellen gegenüber rechnerischen Lebensdauerwerten erfolgen kann. Dies bedeutet, dass die tatsächliche Schadenssumme bei Versagen vom theoretischen Grenzwert abweicht, was auf die Ungenauigkeit der Miner-Regel hindeutet. Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Beurteilung der Treffsicherheit der Miner-Regel und deren Modifikationen bei Schweißverbindungen aus Stahl. Die Überprüfung erfolgt durch die Ermittlung der tatsächlichen Schadenssumme bei Versagen. Hierfür wurden die in der Literatur vorhandenen Ergebnisse aus Wöhler- und Betriebsfestigkeitsversuchen in einer Datenbank aufbereitet. Unter verschiedenen Einflussgrößen wurden die tatsächlichen Schadenssummen ausgewertet, deren statistische Kennwerte als Indikatoren für die Treffsicherheit der Lebensdauervorhersage und somit der zugrundeliegenden Schadensakkumulations-Hypothese dienen. Ferner wurden die tatsächlichen Schadenssummen mit ihren statistischen Kenngrößen als Basisvariablen zur Beurteilung der Schadensakkumulations-Hypothese innerhalb des Sicherheitskonzeptes nach Eurocode 3 herangezogen. Das Ziel ist v. a., eine Methodik zur Berücksichtigung einer streuenden Grenzschadenssumme in der Nachweisführung zu begründen. Im Ergebnis wurden erforderliche Teilsicherheitsbeiwerte berechnet, die neben der Materialstreuung auch die Modellunsicherheit infolge der Schadensakkumulations-Hypothese beinhalten.