1. Belastung durch Axialkraft F x

Resultierende Scherspannung

Dabei gilt:

	F x	Axialkraft [N, lb]
	A	Tragender Querschnitt der Schweißnahtgruppe [mm 2, in 2]

2. Belastung durch Biegemoment M

Scherspannung am untersuchten Punkt der Naht

Dabei gilt:

	u	Konstante
		- für die Berechnung in metrischen Maßeinheiten u = 1000
		- für die Berechnung in englischen Maßeinheiten u = 12
	M	Biegemoment [Nm, lb ft]
	r	Radiusvektor des untersuchten Schweißnahtpunkts, der mit dem Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe zusammenhängt [mm, in]
	J	Polares Trägheitsmoment der Schweißnahtgruppe [[mm 4, in 4]

3. Belastung durch Biegekraft F Y

An jedem Schweißnahtpunkt wird eine durch die Schubkraft F Y und das Biegemoment M F verursachte Spannung erzeugt. Die Größe wird mit folgender Formel ermittelt:

M F = F Y r F [Nmm, lb in]

Dabei gilt:

	F Y	Biegeschubkraft [N, lb]
	r F	Hebelarm der Biegekraft, der mit dem Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe zusammenhängt [mm, in]

Scherspannung, durch Schubkraft verursacht

Dabei gilt:

	F Y	Biegeschubkraft [N, lb]
	A	Tragender Querschnitt der Schweißnahtgruppe [mm 2, in 2]

Scherspannung, durch das Biegemoment verursacht

- Spannung X-Komponente

- Spannung Y-Komponente

Dabei gilt:

	M F	Biegemoment [Nmm, lb in]
	r Y	Abstand des untersuchten Schweißpunkts vom Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe in Richtung der Y-Achse [mm, in]
	r X	Abstand des untersuchten Schweißpunkts vom Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe in Richtung der X-Achse [mm, in]
	J	Polares Trägheitsmoment der Schweißnahtgruppe [[mm 4, in 4]

Resultierende Scherspannung am untersuchten Schweißpunkt

Dabei gilt:

	τ XM	X-Komponente der Scherspannung, durch das Biegemoment [MPa, psi] verursacht
	τ Y	Scherspannung, durch die Schubkraft F Y' [MPa, psi] verursacht
	τ YM	Y-Komponente der Scherspannung, durch das Biegemoment [MPa, psi] verursacht

4. Belastung durch allgemeine Kraft F

An jedem Punkt der Naht verursacht eine allgemeine Kraft F eine Spannung entsprechend derjenigen Spannung, die durch die kombinierte Belastung aus dem Biegemoment M F und den beiden Schubkräften F X', F Y' mit Angriffspunkt am Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe entstehen würde. Dabei gilt:

M F = F r F [Nmm, lb in]

F X' = F cos φ [N, lb]

F Y' = F sin φ [N, lb]

Dabei gilt:

	F	Einwirkende Kraft [N, lb]
	r F	Hebelarm der Biegekraft, der mit dem Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe zusammenhängt [mm, in]
	φ	Richtungswinkel der einwirkenden Kraft [°]

Scherspannung, durch die Schubkraft F X' verursacht

Scherspannung, durch die Schubkraft F Y' verursacht

Dabei gilt:

A

Tragender Querschnitt der Schweißnaht [mm 2, in 2]

Scherspannung, durch das Biegemoment verursacht

- Spannung X-Komponente

- Spannung Y-Komponente

Dabei gilt:

	M F	Biegemoment [Nmm, lb in]
	r Y	Abstand des untersuchten Schweißpunkts vom Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe in Richtung der Y-Achse [mm, in]
	r X	Abstand des untersuchten Schweißpunkts vom Schwerpunkt der Schweißnahtgruppe in Richtung der X-Achse [mm, in]
	J	Polares Trägheitsmoment der Schweißnahtgruppe [[mm 4, in 4]

Resultierende Scherspannung am untersuchten Schweißpunkt

Dabei gilt:

	τ X	Scherspannung, durch die Schubkraft F X' [MPa, psi] verursacht
	τ XM	X-Komponente der Scherspannung, durch das Biegemoment [MPa, psi] verursacht
	τ Y	Scherspannung, durch die Schubkraft F Y' [MPa, psi] verursacht
	τ YM	Y-Komponente der Scherspannung, durch das Biegemoment [MPa, psi] verursacht

5. Berechnung der Referenzspannung σ S

Die Referenzspannung wird anhand folgender Formel aus den berechneten Teilspannungen ermittelt:

Wobei für die X-Komponente der Spannung, die am untersuchten Schweißpunkt vertikal zur Nahtrichtung wirkt, die Formel α X = α 3 angewendet wird. Im umgekehrten Fall wird α X = α 4 angewendet. Dasselbe gilt für die Y-Komponente der Spannung, die vertikal zur Nahtrichtung wirkt, das heißt α Y = α 3 oder α Y = α 4.

Dabei gilt:

	τ X	Scherspannung, durch die Schubkraft F X' [MPa, psi] verursacht
	τ XM	X-Komponente der Scherspannung, durch das Biegemoment [MPa, psi] verursacht
	τ Y	Scherspannung, durch die Schubkraft F Y' [MPa, psi] verursacht
	τ YM	Y-Komponente der Scherspannung, durch das Biegemoment [MPa, psi] verursacht
	α 3	Konversionskoeffizient der Schweißnaht für die Kehlendnaht [-]
	α 3	Konversionskoeffizient der Schweißnaht für die Kehlendnaht [-]