Hendrik Jahns, M.Sc.
Zyklische Bemessung von Zugstäben mit Endgewinden unter Berücksichtigung des Größeneinflusses und des Herstellungsverfahrens, IGF-Nr. 19800N
Infolge einer zyklischen Beanspruchung sind für Zugstangen, insbesondere für das Kerbdetail des Gewindes, Ermüdungsnachweise zu führen. Üblicherweise erfolgt dies im Stahlbau nach dem Nennspannungskonzept im Eurocode 3. Für Zugstangen mit Endgewinden aus Baustahl ergibt sich nach DIN EN 1993-1-9 der Kerbfall 50. Eine Unterscheidung nach Herstellungsverfahren des Gewindes ist nicht vorgesehen.
Im Rahmen des Forschungsprojekts wird der Größeneinfluss bis M100, der Einfluss des Gewindeherstellungsverfahrens (gerollt oder geschnitten), sowie der Einfluss einer Feuerverzinkung auf die Ermüdungsfestigkeit untersucht. Es werden systematisch klassische Wöhlerlinien im Zeitfestigkeitsbereich ermittelt. Anhand von statischen und zyklischen Materialversuchen werden die Ermüdungseigenschaften des genutzten Baustahles analysiert. Diese dienen als Eingangsparameter für eine Bestimmung der Lebensdauer nach dem Kerbdehnungskonzept. Die so bestimmten Kerbdehnungen werden für die unterschiedlichen Gewindedurchmesse und mithilfe von optischen Dehnfeldmessungen validiert. Am validierten FE-Modell werden umfangreiche Parameterstudien zu Größeneinfluss, Herstellungstoleranzen und Imperfektionen durchgeführt.
Die so geschaffene Datenbasis wird eine eindeutige Kerbfallzuordnung für Zugstäbe mit Endgewinden aus Baustahl ermöglichen.
Publikationen im Rahmen des GRK:
Konferenzbeiträge mit Veröffentlichung:
J. Unglaub, H. Jahns and K. Thiele. Finite Element Analysis of Residual Stresses in Large Cold-Rolled Threads. XV International Conference on Computational Plasticity - COMPLAS 2019, September 3-5, 2019, Barcelona, Spain, 2019.