Normnachweis von Schweißnähten nach kanadischen Normen
Kehlnähte werden nach S16-14 – Kapitel 13 überprüft. Die Tragfähigkeit von Stumpfnähten mit vollständiger Durchschweißung (CJP) wird als gleich dem Grundwerkstoff angenommen und nicht gesondert nachgewiesen.
Kehlnähte
Der Widerstand für direkte Querkraft sowie zug- oder druckinduzierte Querkraft wird nach S16-14 – 13.13.2.2 bemessen. Im Finite-Elemente-Modell wird plastische Umlagerung im Schweißgut berücksichtigt.
\[ V_r = 0.67 \phi_w A_w X_u (1+0.5 \sin^{1.5} \theta ) M_w \]
wobei:
- ϕw = 0,67 – Widerstandsbeiwert für Schweißgut, im Code-Setup editierbar
- Aw – Fläche der wirksamen Schweißnahtdicke
- Xu – Zugfestigkeit gemäß Elektrodenklassifizierungsnummer
- θ – Winkel der Schweißnahtachse zur Wirkungslinie der aufgebrachten Kraft (z. B. 0° für eine Längsnaht und 90° für eine Quernaht)
- \( M_w = \frac{0.85+\theta_1 / 600}{0.85+\theta_2 / 600} \) – Abminderungsbeiwert für Kehlnähte mit mehreren Orientierungen; in IDEA gleich 1,0, wobei der Widerstand von Nähten mit mehreren Orientierungen per FEA ermittelt wird und das am stärksten beanspruchte Element maßgebend ist
- θ1 – Orientierung des betrachteten Schweißnahtsegments
- θ2 – Orientierung des Schweißnahtsegments in der Verbindung, das am nächsten an 90° liegt
Tragfähigkeit des Grundwerkstoffs an der Schmelzlinie:
\[ V_r = 0.67 \phi_w A_m F_u \]
wobei:
- Am = z L – Fläche der Schmelzlinie
- z – Schenkellänge der Schweißnaht
- L – Länge der Schweißnaht
- Fu – charakteristische Zugfestigkeit
Die Schweißnahtdiagramme zeigen die Spannung gemäß folgenden Formeln:
Wenn der Grundwerkstoff deaktiviert ist (passende Elektrode wird verwendet):
\[ \sigma = \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}} \]
Wenn der Grundwerkstoff aktiviert ist (passende Elektrode wird nicht verwendet):
\[ \sigma = \max \left \{ \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}}, \, \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{\sqrt{2} F_u / X_u} \right \} \]
CJP-Stumpfnähte
Die Tragfähigkeit von Stumpfnähten mit vollständiger Durchschweißung (CJP) wird als gleich der des Grundwerkstoffs angenommen.