Dr.-Ing. Moritz Braun, Technische Universität Hamburg, Curt-Bartsch-Preisträger 2022
Kenntnisse des Schwingfestigkeitsverhalten von Schweißverbindungen unter extremen Umgebungsein-flüssen sind entscheidend für die Gewährleistung der strukturellen Integrität von Schiffen und Offshore Strukturen in arktischen Gewässern. Obwohl bekannt ist, dass sich die Materialeigenschaften von Stahl und deren Schweißverbindungen mit sinkenden Temperaturen ändern, wurden die Schwingfestigkeit bei Minusgraden bisher kaum erforscht. Bemessungskurven und -methoden die bei Raumtemperatur ermittelt wurden, werden daher auch bei Minusgraden angewendet. Mittels Wöhlerversuchen wurde die Schwingfestigkeit von geschweißten Baustählen bei Temperaturen bis –50 °C untersucht. Außerdem wurden Bemessungskonzepte für Schweißverbindungen basierend auf der Mikrostützwirkungshypothese für Anwendung bei Minusgrade erweitert. Es konnte gezeigt, dass sich die Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen bei tiefen Temperaturen verbessert und diese Änderung erfolgreich mit der Mikro-stützwirkungshypothese erklärt und beschrieben werden kann.
Knowledge about the fatigue behaviour of welded structures under extreme temperature conditions is crucial to ensure structural integrity in Arctic environments. Although it is known that the material proper-ties of steel and its welded joints change with decreasing temperatures, there is little data available on fatigue strength at sub-zero temperatures. Consequently, design curves and methods derived at room temperature are also applied to sub-zero temperatures. By means of stress-life 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. It is shown that fatigue strength of welded joints increases at sub-zero tempera-tures. In addition, methods based on the micro-structural support effect hypothesis are successfully ap-plied to explain this behaviour.