Nahtvorbereitung einer Kehlnaht mit sehr große Blechdicken

Hallo erst einmal!
Ich habe in meiner Ausbildung die Aufgabe bekommen einige Kehlnähte numerisch zu untersuchen. Da ich mich mit dem Modellieren durch meinen 3D Drucker schon gut mit entsprechender Software auskenne, habe ich mich angeboten, mich der Sache mal anzunehmen, da mich das ganze auch interessiert. Die Teile sind jedoch ungewöhnlich groß, so das mich interessieren würde, ob das aus Sicht eurer Erfahrung, so überhaupt realisierbar ist und wenn ja, welche Nahtvorbereitung und Nahtdicke empfehlenswert ist.

Es geht um mehrere T-Stöße mit folgenden Abmessungen:

Bauteil A:
Steg: t1=40mm
Gurt: t2=40mm

Bauteil B:
Steg: t1=100mm
Gurt: t2=40mm

Laut DIN EN ISO 9692, wäre für Blechdicken ab t>30mm eine DHU-Naht empfehlenswert (siehe Anhang).
Mich würde interessieren bis zu welcher Dicke so eine Naht möglich ist und ob es möglich ist diese durch zu schweißen. Denn wenn diese nicht durchgeschweißt ist, müsste ich die Kerbspannung im Wurzelpunkt noch untersuchen und meine Modelle um modellieren. Falls diese durchgeschweißt werden könnten (zumindest die mit der 40mm Stegbreite), könnte ich die Nahtwurzel als nicht kritisch einstufen und nur die Spannung am Nahtübergang betrachten. Sagen wir solch eine Naht sei möglich und könnte auch durchgeschweißt werden. Wie käme ich dann auf die Schweißnahtdicke? Wenn ich die herkömmlichen Formeln verwende, ergeben sic hab Blechdicken t>30mm viel überdiemensionierte Schweißnähte.
Generell. wäre so eine Ausführliche Betrachtung sicher übertrieben. Aber die Stege werden mit enormen Kräften belastet und sollen auf Dauerfestigkeit ausgelegt werden (Bzw. auf eine hohe Zyklenzahl).
Die Teil haben ca. einen halben Meter Länge, wie würde so etwas beschweißt bzw. würde immer abwechselnd von jeder Seite eine Lage geschweißt werden?

Danke schon einmal für evt. Antworten

Danke schon einmal für deine Ausführliche Antwort !
Die Auslegung erfolgt nach Kapitel 4 der FKM-Richtlinie 2012. Der Nachweis erfolgt nicht mit Nennspannungen, sondern mit örtlichen Spannungen. Diese örtlichen Spannungen können über irgendwelche Versuche ermittelt werden z.B. mit DMS oder eben über eine FEA.
Wenn man eine Kehlnaht mit Hilfe der FE-Analyse berechnet, gibt es unterschiedliche Methoden. Zum einen gibt es für die Nahtgeometrie verschiedene Modellierungsvarianten. z.B. wird die Naht als Fase modelliert (R1MS-Methode), dessen Ende mit definierten Radien versehen wird, oder es gibt eine Methode in der die Naht als Viertelkreis mit dem Radius r=sqrt(2)*a modelliert wird (CAB-Methode).
Ist die Naht modelliert, wird eine FE-Analyse durchgeführt, die entsprechende Spannungen anzeigt. Dann wird entweder in der Nahtwurzel (die auch ausmodelliert werden muss), eine Spannung abgelesen, die dann als Kerbspannung in den Festigkeitsnachweis nach FKM eingeht (umständlicher Variante, weil mehr Modelle nötig sind). Wenn die Nahtwurzel aber durchgeschweißt ist, kann man sich das modellieren der Nahtwurzel sparen und die Naht als CAB (viertelkreis) modellieren und dann am Nahtübergang die erste Hauptnormalspannung ablesen und diese in den FKM-Nachweiß einbeziehen. Für jede Methode gibt es dann auch einen entsprechende FAT-Klasse (100 in der FKM, 90 nach dem IIW). Diese Spannung ist dann als Strukturspannung definiert und deswegen nur für den Nahtübergang gültig.

Das Problem ist , dass die Stegbreiten so dick sind, dass ich nicht weiß, wie diese in der Praxis wirklich gefertigt werden. Aufgrund der Belastung und des Design, sind die Stegbreiten vorgegeben. Für Schraubverbindungen sind diese jedoch noch nicht geeignet. Deshalb muss ich wissen wie ich bei Stegbreiten 30-60mm auf die rechnerische Schweißnahtdicke komme um in der FEA die entsprechenden Radien für den CAB Radius zu ermitteln. Außerdem wäre es wichtig zu wissen wie die Nahtvorbereitung aussieht und eben genau geschweißt wird, also mit welchem Verfahren, wieviel Lagen usw. da in allen Literaturangeben immer nur Stegbreiten von bis zu 30mm behandelt werden. Wenn es als Stumpfnaht ausgeführt wird, habe ich keine Naht, der Übergang vom Steg zum Gurt ist dann eine Kante die zu Singularitäten führt. das heißt, ich müsste dann die Spannung extrapolieren, was wieder sehr aufwendig ist für alle Punkte.

Ja, ich mache eine Ausbildung fast beendet und jetzt schon meine Studium angefangen parallel. Die Konstruktion hat keine hohe Priorität und hat ein ziemlich simples Design.Deshalb wollte ich das mir mal angucken.