Design und Konstruktion aus Aluminium / John Dwight (1999)
KURZER INHALT
Über Aluminium
- Allgemeine Beschreibung
- Das Element
- Der Name
- Das Industriemetall
- Legierungen
- Gussteile
- Angebliches Gesundheitsrisiko
- Angebliche Brandgefahr
- Physikalische Eigenschaften
- Vergleich mit Stahl
- Die guten Seiten von Aluminium
- Die schlechten Punkte
- Geschichte
- Die Edelmetallbühne
- Der große Durchbruch
- Frühe Bewerbungen
- Festlegung der Legierungen
- Der erste große Markt
- Aluminium seit 1945
- Produktionswachstum
- Neue Technologie
- Baustatik
- Die Architektur
- Landverkehr
- Marinenutzung
Herstellung
- Herstellung von Aluminiummetall
- Primärproduktion
- Sekundärmetall
- Flache Produkte
- Walzwerkspraxis
- Teller
- Blatt
- Dickentoleranz
- Sonderformen von Flachprodukten
- Strangpressprofile
- Extrusionsverfahren
- Wärmebehandlung von Extrusionen
- Korrektur
- Stirbt
- Hohlprofile
- Extrudierbarkeit verschiedener Legierungen
- Größen- und Dickenbeschränkungen
- Toleranzen
- Gestaltungsmöglichkeiten mit Extrusionen
- Rohre
- Extrudiertes Rohr
- Gezogenes Rohr
- Geschweißtes Rohr
Herstellung
- Vorbereitung des Materials
- Lager
- Schneiden
- Löcher
- Bildung
- Bearbeitung
- Mechanische Gelenke
- Schrauben und Schrauben
- Friktionsverschraubung
- Nieten
- Lichtbogenschweißen
- Einsatz von Lichtbogenschweißen
- MIG-Schweißen
- WIG-Schweißen
- Füllermetal
- Schweißnahtprüfung
- Rührreibschweißen
- Der Prozess
- Merkmale des FS-Schweißens
- Einschränkungen
- Anwendungen
- Andere Schweißverfahren
- Kleben
- Verwendung von Kleben
- Oberflächenvorbereitung
- Zweikomponenten-Klebstoffe
- Einkomponenten-Klebstoffe
- Auftragen des Klebers
- Klemmung
- Aushärtung
- Schutz und Veredelung
- Allgemeine Beschreibung
- Vorbehandlung
- Anodisieren
- Gemälde
- Kontakt mit anderen Materialien
Aluminiumlegierungen und ihre Eigenschaften
- Nummerierungssystem für Knetlegierungen
- Grundsystem
- Standardisierung von Legierungen
- Kaltverfestigung
- Die O- und F-Bedingungen
- Zusammenhang zwischen Anlass und Zugfestigkeit
- Verfügbarkeit von verschiedenen Temperamenten
- Wärmebehandeltes Material
- Eigenschaften der verschiedenen Legierungstypen
- Nicht aushärtbare Legierungen
- Aushärtbare Legierungen
- Daten zu ausgewählten Knetlegierungen
- Wie mechanische Eigenschaften angegeben werden
- Spezifische Legierungen und ihre Eigenschaften
- Kommentare zu bestimmten Legierungen
- Mindestbiegeradius
- Festigkeitsänderung mit der Temperatur
- Eigenschaften von Schmiedestücken
- Spannungs-Dehnungs-Kurven
- Empirische Spannungs-Dehnungs-Beziehung
- Spannungs-Dehnungs-Kurve für Material mit minimaler Festigkeit
- Gusslegierungen
- Nummerierungssystem
- Drei nützliche Gusslegierungen
- In Verbindungen verwendete Legierungen
- Befestigungsmaterial
- Schweißzusatzdraht
- Korrosion
- Korrosion exponierter Oberflächen
- Wann sollte man vor Korrosion schützen
- Bimetallische Korrosion
Grenzzustandsbemessung und Grenzspannungen
- Grenzzustandsbemessung
- Allgemeine Beschreibung
- Definitionen
- Grenzzustand der statischen Festigkeit
- Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
- Grenzzustand der Ermüdung
- Der Einsatz von Grenzspannungen
- Begrenzung der Spannungen basierend auf den Materialeigenschaften
- Ableitung
- Vorgehen bei Fehlen spezifizierter Eigenschaften
- Aufgelistete Werte
- Grenzspannungen aufgrund von Knicken
- Allgemeine Form der Knickkurven
- Konstruktion der Designkurven
- Die Designkurven
Wärmeeinflusszonenerweichung an Schweißnähten
- Allgemeine Beschreibung
- Thermische Kontrolle
- Muster der Erweichung
- Wärmebehandeltes Material
- Kaltverfestigtes Material
- Spannungs-Dehnungs-Kurve von WEZ-Material
- Mehrlagenschweißungen
- Wiederherstellungszeit
- Schweregrad der WEZ-Erweichung
- Erweichungsfaktor
- Wärmebehandeltes Material
- Kaltverfestigtes Material
- Ausdehnung der erweichten Zone
- Allgemeine Überlegungen
- Nenn-WEZ
- Ein-Zoll-Regel
- RD-Methode
- Schweißgeometrie
- Einzelne gerade MIG-Schweißnaht
- Variation des WEZ-Ausmaßes mit der Schweißnahtgröße
- Überlappende WEZ
- Befestigungsschweißnähte
- Definition einer isolierten Schweißnaht (10A-Regel)
- RD-Methode, Zusammenfassung
- Anwendung der WEZ-Daten auf die Auslegung
- Gestaltung der Mitglieder
- Gestaltung von Fugen
- Vergleich mit 1-Zoll-Regel
- WEZ bei WIG-Schweißnähten
- Unterschied zwischen WIG- und MIG-Schweißen
- Erweichungsstärke beim WIG-Schweißen
- Ausdehnung der erweichten Zone beim WIG-Schweißen
- WEZ an Rührreibschweißnähten
Plattenelemente in Kompression
- Allgemeine Beschreibung
- Lokales Knicken
- Arten von Plattenelementen
- Plattenschlankheitsparameter
- Elementklassifizierung (kompakt oder schlank)
- Behandlung von schlanken Elementen
- Schlichte Flachelemente in gleichmäßiger Kompression
- Lokales Knickverhalten
- Grenzwerte der Plattenschlankheit
- Schlanke Innenelemente
- Schlank überragt
- Sehr schlanke Überzüge
- Einfache flache Elemente unter Dehnungsgradient
- Interne Elemente unter Dehnungsgradient, allgemeine Beschreibung
- Interne Elemente unter Dehnungsgradient, Einstufung
- Schlanke Innenelemente unter Dehnungsgradient
- Hervorragend unter Dehnungsgradient, allgemeine Beschreibung
- Hervorragend unter Dehnungsgradient, Fall T
- Hervorragend unter Dehnungsgradient, Fall R
- Verstärkte Elemente
- Allgemeine Beschreibung
- Einschränkungen der Steifengeometrie
- „Standard“-Bewehrung
- Lage der Versteifung
- Modifizierter Schlankheitsparameter
- Einstufung
- Schlanke verstärkte Elemente
Balken
- Allgemeiner Ansatz
- Momententragfähigkeit des Querschnitts
- Moment-Krümmungs-Beziehung
- Abschnittseinteilung
- Einachsiges Moment, Grundformeln
- Effektiver Abschnitt
- Hybride Abschnitte
- Verwendung der Interpolation für halbkompakte Abschnitte
- Halbkompakter Abschnitt mit Zungenplatten
- Lokales Beulen in einem unterbeanspruchten Druckflansch
- Biaxiales Moment
- Scherkraftbeständigkeit
- Notwendige Kontrollen
- Schernachgiebigkeit von Stegen, Methode 1
- Schernachgiebigkeit von Stegen, Methode 2
- Scherfestigkeit von Stäben und Überzügen
- Knicken, einfache Methode
- Knicken, Spannungsfeldaktion
- Schräge Bahnen
- Kombiniertes Moment und Schub
- Geringe Scherung
- Hohe Scherung, Methode A
- Hohe Scherung, Methode B
- Bahnzerkleinerung
- Stege mit Lagerversteifungen
- Brechen von unversteiften Vliesen
- Stegverstärkung
- Bewehrungsarten
- Zungenplatten
- Quersteifen
- End-Beiträge
- Biegedrillknicken
- Allgemeine Beschreibung
- Basischeck
- Äquivalentes gleichförmiges Moment
- Grenzspannung für LT-Beulen
- Schlankheitsparameter
- Träger mit sehr schlanken Druckflanschen
- Nutzlänge für LT-Knicken
- Balken mit unterschiedlichem Querschnitt
- Wirkung des gleichzeitigen Nebenmoments
- Strahlablenkung
- Grundrechnung
- Balken des schlanken Abschnitts
Zug- und Druckglieder
- Allgemeiner Ansatz
- Fehlermöglichkeiten
- Einteilung des Querschnitts (Druckstäbe)
- Effektiver Abschnitt
- Grund Idee
- Toleranz für WEZ-Erweichung
- Berücksichtigung von lokalem Knicken
- Zuschlag für Löcher
- Lokales Versagen des Querschnitts
- Allgemeines Nachgeben über die Länge
- Säulenknicken
- Grundrechnung
- Säulenknickspannung
- Säulenknickschlankheit
- Säulenknicken von Streben mit sehr schlanken Überständen
- Drehknicken
- Allgemeine Beschreibung
- Interaktion mit Biegung
- „Typ-R“-Abschnitte
- Torsionsknickfreie Abschnitte
- Grundrechnung
- Drehknickspannung
- Drehknickschlankheit
- Interaktionsfaktor
- Torsionsknicken von Streben mit sehr schlanken Überständen
- Empirische Schlankheitsformeln
- Torsionsknicken bestimmter genormter Profile
- Kombinierte Axialkraft und Moment
- Das Problem
- Sekundärbiegung in Fachwerken
- Abschnittseinteilung
- Wechselwirkungsformeln (P+uniaxial M)
- Alternative Behandlung (P+uniaxial M)
- Interaktionsformeln (P+biaxial M)
- Alternative Behandlung (P+biaxial M)
- Behandlung von lokalem Knicken
- Exzentrisch verbundene Winkel, Kanäle und T-Stücke
Berechnung der Profileigenschaften
- Zusammenfassung der verwendeten Abschnittseigenschaften
- plastischer Widerstandsmodul
- Symmetrische Biegung
- Unsymmetrische Biegung
- Biegen mit Axialkraft
- Plastischer Modul des wirksamen Abschnitts
- Elastische Biegeeigenschaften
- Trägheit eines Abschnitts mit einer Symmetrieachse
- Trägheiten für einen Abschnitt ohne Symmetrieachse
- Trägheitsprodukt
- Trägheit des wirksamen Abschnitts
- Elastizitätsmodul
- Trägheitsradius
- Torsionsquerschnittseigenschaften
- Die Drehmoment-Dreh-Beziehung
- Torsionskonstante, Grundrechnung
- Torsionskonstante für Abschnitt mit „Klumpen“
- Polare Trägheit
- Verzugsfaktor
- Spezieller LT-Beulfaktor
- Verzugsberechnungen
- Abdeckung
- Nummerierung der Elemente
- Auswertung des Verzugs
- Formel für den Warping-Faktor
- Bisymmetrische und radialsymmetrische Abschnitte
- Schrägsymmetrische Abschnitte
- Monosymmetrische Abschnitte, Typ 1
- Monosymmetrische Abschnitte, Typ 2
- Asymmetrische Abschnitte
Gelenke
- Mechanische Gelenke (ohne Drehmoment)
- Befestigungsarten
- Grundlegendes Prüfverfahren
- Fugen in Scherung, auftretende Befestigungskraft
- Fugen in Scherung, Befestigungswiderstand
- Fugen in Scherung, Mitgliederausfall
- Gelenke in Spannung, auftretende Befestigungskraft
- Gelenke in Spannung, Befestigungswiderstand
- Wechselwirkung von Schub und Zug
- Vergleiche
- Verbindungen mit proprietären Befestigungselementen
- Mechanische Gelenke (Reibungsgriff)
- Allgemeine Beschreibung
- Schraubenmaterial
- Grenzzustand der Tragfähigkeit (Schubbelastung)
- Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (Schubbelastung)
- Schraubenspannung und Reaktionskraft
- Schlupffaktor
- Wartungsfaktor
- Schweißverbindungen
- Allgemeine Beschreibung
- Grundlegendes Prüfverfahren
- Entstehende Schweißkraft
- Berechneter Widerstand, Schweißgutversagen
- Berechneter Widerstand, Fusionsgrenzenversagen
- Axialmoment tragende Schweißverbindungen
- Schweißnähte unter kombinierter Belastung
- Rührreibschweißnähte
- Klebeverbindungen
- Allgemeine Beschreibung
- Spezifikation des Klebers
- Oberflächenvorbereitung
- Wirkung von Feuchtigkeit
- Faktoren, die die Wahl des Klebstoffs beeinflussen
- Schleichen
- Peeling
- Mechanische Prüfung von Klebstoffen
- Leimliniendicke
- Eigenschaften einiger ausgewählter Klebstoffe
- Widerstandsberechnungen für Klebeverbindungen
- Prüfung von Prototypverbindungen
Ermüdung
- Allgemeine Beschreibung
- Möglichkeiten zum Umgang mit Müdigkeit
- Prüfverfahren (sicheres Leben)
- Belastung mit konstanter Amplitude
- Belastung mit variabler Amplitude
- Leben gestalten
- Belastungsbereich
- Spannungsbereichsspektrum
- Repräsentativer Stress
- Methode A
- Methode B
- Klassifizierung von Details
- Die BS.8118-Klassifizierung
- Rührreibschweißnähte
- Klebeverbindungen
- Ausdauerkurven
- Anleitung für den Hersteller
- Verbesserungsmaßnahmen
- Ermüdung der Schrauben
- Grundansatz
- Dauerkurven für Stahl
- Variation der Schraubenspannung
