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:

• ϕ_w = 0,67 – Widerstandsbeiwert für Schweißgut, im Code-Setup editierbar
• A_w – Fläche der wirksamen Schweißnahtdicke
• X_u – 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:

• A_m = z L – Fläche der Schmelzlinie
• z – Schenkellänge der Schweißnaht
• L – Länge der Schweißnaht
• F_u – 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.