Assessment of fatigue strength of welded steel joints at sub-zero temperatures based on the micro-structural support effect hypothesis

• Main Author: Braun, Moritz
• Other Authors: Ehlers, Sören
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: 2021
• Subjects: Arctic conditions; Weldment fatigue; Local fatigue assessment methods; Ductile-brittle transition; Temperature dependence of fatigue curves; Finite element analysis; Strain energy density method; Stress averaging approach; 620: Ingenieurwissenschaften; Arctic
• Online Access: http://hdl.handle.net/11420/10363; https://doi.org/10.15480/882.3782

Obwohl bekannt ist, dass sich die Materialeigenschaften von Stahl und deren Schweißverbindungen mit sinkenden Temperaturen ändern, wurden die Ermüdungsfestigkeit bei Minusgraden bisher kaum erforscht und Bemessungskurven und -methoden für Raumtemperatur werden auch auf Minusgrade angewendet. Mittels Wöhlerversuchen wurde die Ermüdungsfestigkeit von geschweißten Baustählen bei Temperaturen bis -50 °C untersucht. Außerdem werden Auslegungskonzepte für Schweißverbindungen, basierend auf der Hypothese der mikro-strukturellen Stützwirkung, auf die Anwendung bei Minusgrade erweitert. Although it is known that the material properties of steel and its welded joints change with decreasing temperatures, little research has been done on fatigue strength at sub-zero temperatures and design curves and methods for room temperature are also applied to sub-zero temperatures. By means of stress-life (S-N) tests, the fatigue strength of welded structural steels at temperatures down to -50 °C was investigated. In addition, fatigue design concepts for welded joints - based on the micro-structural support effect hypothesis - are extended to sub-zero temperatures. Stiftung Stahlanwendungsforschung im Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft e.V. (A 301/ S 24/10231/15) Bundesministerium für Wirtschaft und Energie MarTERA ERA-NET Cofound scheme (MarTERA – FATICE (03SX465B))