Experimental results and fatigue life evaluation of magnesium laserbeam‐welded joints under proportional and non‐proportional multiaxial fatigue loading with variable amplitudes: Experimentelle Ergebnisse und Lebensdauerberechnung für laserstrahlgeschweißte Verbindungen aus Magnesium unter proportionalen und nichtproportionalen mehrachsigen zyklischen Belastungen mit variablen Amplituden

Fatigue life of magnesium laserbeam‐welds (AZ31 and AZ61 alloys) was assessed experimentally under variable amplitude loadings. The specimens were subjected to load‐controlled cyclic loadings. The tests were carried out using a Gauss‐distributed amplitude sequence of length L S = 5 · 10 4 cycles and loading ratio R = –1 under pure axial, pure torsion as well as in‐phase and out‐of‐phase combined loadings. The notch stresses were obtained from a linear‐elastic FE‐model using the reference radius approach with r ref = 0.05 mm. The stress‐based hypotheses were applied: Effective equivalent stress hypothesis (EESH), shear stress intensity hypothesis (SIH), Findley, and modified Gough‐Pollard. A non‐proportionality factor is introduced and steps required for computing are presented in order to improve fatigue life assessment under non‐proportional loadings. Die Ermüdungsfestigkeit von laserstrahlgeschweißten Verbindungen aus Magnesium‐Legierungen AZ31 und AZ61 unter Belastungen mit variablen Amplituden wurde numerisch untersucht. Die Versuche unter reiner Axiallast, reiner Torsion und kombinierter Belastung mit und ohne Phasenverschiebung erfolgten unter Lastregelung. Es wurde ein gaußverteiltes Amplitudenkollektiv der Länge L S = 5 · 10 4 mit dem Spannungsverhältnis R = –1 verwendet. Mit Hilfe eines FE‐Modells gemäß dem Referenzradiuskonzept mit r ref = 0,05 mm wurden die linear‐elastischen Kerbspannungen bestimmt. Weiterhin fand eine Lebensdauerbewertung mit Hilfe der ausgewählten spannungsbasierten Hypothesen (Hypothese wirksamer Vergleichsspannung (WVS), Schubspannungsintensitätshypothese (SIH) und Findley) statt. Ein Nichtproportionalitätsfaktor wurde eingeführt, um die Lebensdauerberechnung unter nichtproportionalen Belastungen zu verbessern. Die Schritte zu dessen Berechnung sind dargestellt und erklärt.