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Die Wirksamkeit der Schweißnahtnachbehandlung durch höherfrequente Hämmerverfahren (HFH) zur Steigerung der Ermüdungsfestigkeit wurde bereits durch eine Vielzahl von Studien belegt. Durch die robotergesteuerte Anwendung der HFH‐Verfahren soll die Schweißnahtnachbehandlung in den Herstellprozess automatisiert geschweißter Bauteile integriert werden können und ein wirtschaftlicher Einsatz der HFH‐Behandlung...
In diesem Beitrag werden die Möglichkeiten des robotischen 3D‐Drucks mit Stahl (WAAM – Wire and Arc Additive Manufacturing) in der Bauindustrie untersucht. Ziel des Projektteams ist es, ein stabiles und wirtschaftliches Herstellungsverfahren für individuelle Stahlbauelemente zu entwickeln. So wird der Einfluss verschiedener Prozessparameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit und Fahrgeschwindigkeit...
Bei hochbeanspruchten Stahlkonstruktionen wie Windenergieanlagen oder Brücken ist der Einsatz höchstfester Baustähle interessant, allerdings wird bei diesen Bauwerken meist der Ermüdungsnachweis maßgebend. Die in den zu verwendenden Regelwerken angegebenen Kerbfälle sind unabhängig von der Werkstofffestigkeit, sodass der Einsatz hoch‐ oder höchstfester Stähle bei einer Dominanz des Betriebsfestigkeitsnachweises...
Etablierte Fertigungsmöglichkeiten erlauben den genauen Zuschnitt der Kontur von auf Hohlprofilgurten aufgesetzten Fachwerkstäben als runde oder rechteckige Hohlprofile. Bei der Tragfähigkeitsberechnung von Hohlprofilanschlüssen nach DIN EN 1993‐1‐8 und ISO 14346 werden volltragfähige Schweißverbindungen vorausgesetzt. Einflüsse auf die Tragfähigkeit von Hohlprofilanschlüssen haben u. a. die Schweißnahtgeometrie,...
Mischverbindungen aus normalfesten und hochfesten Stählen ermöglichen einen optimierten Materialeinsatz durch die Anpassung an die einwirkenden Kräfte. Das führt ökologisch und wirtschaftlich zu Vorteilen durch einen reduzierten Materialverbrauch und kleinere Schweißnahtgeometrien. Da normativ derzeit keine Regelungen für stumpfgeschweißte Mischverbindungen aus normalfesten und hochfesten Stählen...
Das thermoplastische Fluorpolymer Ethylen/Tetrafluorethylen, kurz ETFE, wird seit den 1980er‐Jahren vermehrt in Membranstrukturen des Bauwesens verwendet. Der Kunststoff weist ein nichtlineares viskoelastisches Materialverhalten auf, welches bislang nicht vollumfänglich untersucht ist. Beim Bau von Membranstrukturen mit ETFE‐Folien sind jedoch die Kenntnisse über das nichtlineare viskoelastische Materialverhalten...
Innovative Schweißverfahren, wie das Laserstrahl‐ und Laserstrahl‐MSG‐Hybridschweißen, bieten u. a. aufgrund der reduzierten Wärmeeinbringung beim thermischen Fügen von höchst‐ und ultrahochfesten Feinkornbaustählen Vorteile gegenüber konventionellen MSG‐Verfahren. Die Werkstoffe mit nominellen Streckgrenzen bis zu 1300 MPa werden im Mobilkranbau und verwandten Industriezweigen, insbesondere im Teleskopausleger,...
Für die Ausbildung von Leichtbaukonstruktionen werden bei Kranen, im Offshore‐Bereich sowie bei Busstrukturen oder im Landmaschinenbau häufig Hohlprofile verwendet, die als geschweißte Fachwerk‐ oder Rahmenkonstruktionen zur Anwendung kommen und dabei hohen variablen Ermüdungsbeanspruchungen unterliegen. Als Grundlage für eine Betriebsfestigkeitsbemessung dient in der Praxis üblicherweise die lineare...
Die Festlegung von Zähigkeitsanforderungen für tragende Stahlstrukturen für Mobilkrane basiert bis heute größtenteils auf Erfahrungswerten oder deren Herleitung ist nicht transparent und nachvollziehbar. Mit bruchmechanischen Methoden konnten erstmals die Anforderungen an die Werkstoffzähigkeit für ein sprödbruchsicheres Betreiben differenziert bewertet und nachvollziehbar quantifiziert werden. Die...
The new Pelješac Bridge and access road project, which links Mainland Croatia to the Pelješac Peninsula, is the most significant social infrastructure project in Croatia under construction at present. The bridge site lies in the highly active seismic region with ground acceleration ag = 0.34g and a maximum average ten‐minute wind speed above 33.7 m/s. As a result, the execution class for the steel...
Wartung und Inspektion von dynamisch beanspruchter stählerner Infrastruktur sind kostenintensiv. Die Frequenz der Inspektionen steigt zum Ende der Lebensdauer an. Schwachstellen einer Konstruktion sind meist die konstruktiven Verbindungen. Wirtschaftliche Sanierungsmaßnahmen von ermüdeten konstruktiven Verbindungen, die kostspielige Inspektionsintervalle unnötig machen, wurden bis jetzt nicht in die...
Es wird ein Einblick in die Vorgehensweise zur Fertigung von Knotenstrukturen im Stahlbau mittels Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) und der numerischen und experimentellen Untersuchung der Knotenstrukturen gegeben. Ausgehend von der geometrischen Komplexität sich schneidender Profilstäbe aus Stahl werden wesentliche Punkte bei der simulationsgestützten Ermittlung von Knotenstrukturen beschrieben...
Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) ist ein additiver Fertigungsprozess, mit dem steifigkeitsoptimierte Bauteile gewichtsreduziert gefertigt werden können. Die mechanischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen von gegossenen Bauteilen, im Idealfall sogar mit geschmiedeten. In der Luft‐ und Raumfahrtbranche sowie im Automotive‐Bereich und Medizinsektor wird die additive Fertigung...
Die vollautomatische Fertigung ist in der Stahlbauindustrie angekommen. Zwar gibt es erst sehr wenige Firmen, die Stahlbauteile komplett von Robotern zusammenbauen lassen, aber der Mangel an Facharbeitern verbunden mit einem kontinuierlichen Fortschritt in der Maschinentechnik führt zu einem kontinuierlichen Zuwachs in diesem Bereich. So kann z. B. ein Roboter eine Fußplatte oder eine Steife an eine...
Extended keynote paper of Eurosteel 2021
Automated production is finding its way into the fabrication of structural steel. One robot holds attachments (stiffeners, end plates, etc.) on a steel beam or column and another robot produces weld seams. However, welding robots can also be used for Additive Manufacturing (Wire and Arc Additive Manufacturing, WAAM). The wire electrode serves as a printing...
Im Zuge der Instandsetzung oder Verstärkung von Bestandstragwerken aus Flussstahl stellt üblicherweise Schrauben oder Nieten das bevorzugte Fügeverfahren dar. In vielen Fällen ist es jedoch konstruktionsbedingt günstiger, auf Schweißen als Fügeverfahren zurückzugreifen. Aufgrund der speziellen Eigenschaften alter Flussstähle sind bei Schweißungen besondere Problemstellungen zu beachten. Die Schweißeignung...
Bedingt durch ein großes Parameterfeld und instationäre Temperatur‐ und Dehnungsverteilungen erscheint der Prozess des Flammrichtens relativ komplex. So basiert das Flammrichten bis heute insbesondere hinsichtlich der erzielbaren Verformungen eher auf – wenn auch plausiblen – Erfahrungswerten als auf ingenieurtechnischen Ansätzen. Hinsichtlich der Materialbeeinflussung existieren hingegen technische...
An Schwachwindstandorten ist ein wirtschaftlicher Betrieb von Windenergieanlagen (WEA) zumeist nur mit großen Rotordurchmessern und Nabenhöhen möglich. Große Nabenhöhen stellen große Herausforderungen an die Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Türme, die für den sicheren Betrieb der Anlage bestimmte statische und dynamische Eigenschaften erfüllen müssen. In Kombination mit steigenden Nennleistungen...
Bedingt durch ein großes Parameterfeld und instationäre Temperatur‐ und Dehnungsverteilungen erscheint der Prozess des Flammrichtens relativ komplex. So basiert das Flammrichten bis heute insbesondere hinsichtlich der erzielbaren Verformungen eher auf – wenn auch plausiblen – Erfahrungswerten als auf ingenieurtechnischen Ansätzen. Hinsichtlich der Materialbeeinflussung existieren hingegen technische...
Im AiF‐FOSTA‐Forschungsprojekt P1020 [1] wurde ein neues Bemessungsmodell für Schweißverbindungen entwickelt. In diesem Zusammenhang wurde ein Kleinteilversuch an Flachzugproben konzipiert, mit dessen Hilfe verschiedene Einflüsse auf die Festigkeit und das Verformungsvermögen der Nähte untersucht wurden. Hierzu gehören solche aus dem Grund‐ und Schweißzusatzwerkstoff, der Abkühlgeschwindigkeit und...
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