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P. Casagrande:
"Entwicklung einer Auswerteroutine zur Evaluation der Ermüdungsbeanspruchung von Komponenten auf Basis von Hauptnormalspannungen";
Betreuer/in(nen): H. J. Böhm, A. Starlinger; Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik, TU Wien, 2005.

Ziel dieser Diplomarbeit war die Entwicklung einer Auswerteroutine, um die Ermüdungsbeanspruchung in Schienenfahrzeugstrukturen bewerten zu können. Besonders von Interesse war dabei die Beurteilung der Ermüdung von Schweißnähten, da diese oft hoch beansprucht werden. Unter der Voraussetzung, dass die entwickelte Routine Daten auswertet, die von dem Solver ABAQUS geliefert werden, wurde die Zusammenarbeit mit der Abteilung Statik, Dynamik und Zertifizierung (SDZ) der Firma STADLER Altenrhein AG, eine entsprechende Routine entwickelt.

Die Routine liest die Spannungstensoren verschiedener Lastfälle aus linearen Finite-Elemente-Analysen ein, beaufschlagt die einzelnen Lastfälle mit Faktoren, die vom Benutzer vorgegeben werden, und kombiniert die Lastfälle nach Vorgabe des Benutzers. Anschließend werden die Hauptnormalspannungen der einzelnen Lastfallkombinationen gebildet. Für die Auswertung der Grundmaterialien werden die Hauptnormalspannungen aus allen Lastfallkombinationen je Integrationspunkt aufeinander projiziert und die R-Werte ermittelt. Bei der Auswertung von Schweißnähten werden die Hauptnormalspannungen auf einen Vektor, der normal auf die Schweißnaht steht, projiziert. Sind alle R-Werte berechnet, so werden für diese die zugehörigen Sicherheitsfaktoren ermittelt. Für die graphische Ausgabe wird immer der minimale Sicherheitsfaktor je Integrationspunkt herangezogen.

Das Resultat ist eine Auswerteroutine, die die geforderten Anforderungen erfüllt und in der Praxis einsetzbar ist. Der Unterschied zu den kommerziell erhältlichen Auswerteroutinen ist der, dass bei der hier entwickelten Routine Spannungsdaten direkt in den Integrationspunkten ausgewertet werden, und nicht wie sonst üblich als gemittelte Spannungen an den Knotenpunkten des Modells. Weiters können auch gekrümmte Schweißnähte für die Ermüdungsauswertung mittels Spannungsprojektion auf die Hauptrichtungen genau erfasst und bewertet werden.