Lukenecken aus Stahlguß. Schiffbau

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Lukenecken aus Stahlguß. Schiffbau

Wernicke, R.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden Lukenecken aus Stahlguß untersucht, bei denen sowohl der Decksabschnitt, als auch Süll- und Schottansatz in einem Gußstück realisiert sind. Anhand einer Spannungsanalyse war die Konstruktion aus dem Werkstoff GS-8 Mn 7 zu optimieren, und mittels Festigkeitsuntersuchungen an Kleinproben waren die Schwingfestigkeitskennwerte zu ermitteln. Für zwei Ausführungsvarianten erfolgten Berechnungen an dreidimensionalen FE-Modellen aus isoparametrischen 20-Knoten-Volumenelementen, jeweils mit einseitiger und symmetrischer Aufdickung des Decksabschnitts von 25 mm auf 180 mm. Die Berechnungen ergaben eine Reduzierung der Spannungen in der Kerbe bei einseitiger Aufdickung auf bis zu 66 %, bei symmetrischer Aufdickung auf bis zu 52 %. Aus Einstufen-Schwingfestigkeitsversuchen unter Axiallast ergaben sich ein charakteristischer Wert der Wöhlerlinie von delta sigma = 86 N/mm² (bzw. 72 N/mm² bei unbearbeitetem Werkstoff) bei 2 Mill. Lastwechseln, eine zulässige Spannungsschwingbreite von delta sigma _p = 323 N/mm² (bzw. 270 N/mm² für unbearbeitete Gußstücke) und die Erkenntnis, daß eine mechanische Bearbeitung der Gußstücke notwendig ist, jedoch auf die Bearbeitung der Kanten in der Kerbe reduziert bleiben kann.