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Nummerischen Untersuchung des Risswachstums in bauteilnahen Winkelstrukturen

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Produktdetails
Beschreibung

Die Bewertung von Ermüdungsrissen ist elementarer Bestandteil der technischen Auslegung dynamisch beanspruchter Strukturen. Obwohl abgewinkelte Bleche Standardbauteile der Umformtechnik darstellen, ist das Ermüdungsrisswachstum in Geometrien wie C- und L-Profilen bisher wenig untersucht. Zumeist beschränkt sich die Evaluation des Risswachstum auf den Bereich vor und nach der verfahrensbedingte Umformzone. Zur experimentellen Separation der Effekte von Material und Umformprozess ist ein genaues Verständnis des geometrischen Einflusses notwendig. Aus diesem Grund wollen wir in diesem Beitrag das Ermüdungsrisswachstum in ebensolchen Strukturen nummerisch betrachten, um den Einfluss der Blechdicke, des Biegewinkels und des verfahrensbedingten Umformradius auf die Ermüdungslebensdauer zu untersuchen. Am Beispiel eines L-Profils leiten wir den Spannungsintensitätsfaktor (SIF) als treibende Kraft des Risswachstums über den gesamten Risspfad ab. Besonderes Augenmerk wird auf die Entwicklung des SIF im Winkelbereich und seine Auswirkungen auf die Ermüdungslebensdauer gelegt. Die Evaluation erfolgt für mehrere anwendungsnahe Konfigurationen über einen umfassenden Parameterraum.
Die Ergebnisse zeigen, dass die SIF in einem abgewinkelten Blech für gegebene Belastungsbedingungen und Risslänge nicht ohne weiteres durch die SIF in einem äquivalenten geraden Blech angenähert werden kann. Biegewinkel und Radius führen zu einer Verzögerung oder Beschleunigung des Risswachstums, abhängig von der Risslänge. Diese Erkenntnisse liefern einen Beitrag zur Auslegung und Optimierung von Umformgeometrien im Hinblick auf das Ermüdungsrisswachstum und bieten gleichzeitig die Grundlage für den experimentellen Abgleich mit realen Halbzeugen.

Artikelnummer: BR-2024-356

Titel: Nummerischen Untersuchung des Risswachstums in bauteilnahen Winkelstrukturen
Autor(en): F. Dömling, F. Paysan, E. Breitbarth
DOI: 10.48447/BR-2024-356
Veranstaltung: 56. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit – Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung: 2024
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: FEM,L-Profil,Spannungsintensitätsfaktor,Schadenstoleranz

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Autor(en): V. Schöne, F. Paysan, E. Breitbarth

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Untersuchung des Master Curve Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit: Versuchswerkstoff und erste Ergebnisse an SE(B)140-Proben

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Weiterentwicklung des Exponentialansatzes zur Beschreibung von Rissfortschrittskurven

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Festlegung von Inspektionsintervallen für die zerstörungsfreie Prüfung von Radsatzwellen mit bruchmechanischen Bewertungsmethoden

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Bauteilnahe und beanspruchungsgerechte Untersuchung des Schädigungsverhaltens von Gusseisen mit Kugelgraphit im Schlagzugversuch

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Additiv gefertigter Edelstahl 316L: Charakterisierung des Schädigungs- und Versagensverhalten mittels biaxialer Experimente

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Einfluss von Schweißeigenspannungen auf die Bruchzähigkeit von Rohrverbindungen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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25,00 €

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Autor(en): N. A. Schultheiss, S. Münstermann, M. Könemann, M. Dölz, B. Tekkaya, D. Lenz, M. Makhlouf, M. Pena Kelles, L. von Stengel

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Untersuchungen zur Wasserstoffversprödung an hochfesten Pipelinestählen - Experimentelle Charakterisierung und numerischer Modellierungsansatz

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Untersuchung eines örtlichen Messkonzepts zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens gewebeverstärkter Faser-Kunststoff-Verbunde

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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