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Berücksichtigung umforminduzierter Schädigung in der Bauteilauslegung

Seit kurzem ist bekannt, dass die durch den Umformprozess induzierte Schädigung die Leistungsfähigkeit des umgeformten Materials beeinflusst. Allerdings wurden diese Untersuchungen bisher nur an einfachen Proben durchgeführt und nicht auf die Leistungsfähigkeit realer Bauteile ausgerichtet. Dazu ist eine grundlegende wissenschaftliche Untersuchung des Einflusses der Schädigung auf die Streuung der Leistungsfähigkeit umformtechnisch hergestellter Bauteile unabdingbar. Die besondere Fokussierung auf die Streuung liegt darin begründet, dass diese Untersuchungen anschließend in probabilistische Sicherheitskonzepte integriert werden können, in denen die umforminduzierte Schädigung bisher nicht quantitativ berücksichtigt werden. Als Demonstrator dient ein durch Fließpressen…

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Seit kurzem ist bekannt, dass die durch den Umformprozess induzierte Schädigung die Leistungsfähigkeit des umgeformten Materials beeinflusst. Allerdings wurden diese Untersuchungen bisher nur an einfachen Proben durchgeführt und nicht auf die Leistungsfähigkeit realer Bauteile ausgerichtet. Dazu ist eine grundlegende wissenschaftliche Untersuchung des Einflusses der Schädigung auf die Streuung der Leistungsfähigkeit umformtechnisch hergestellter Bauteile unabdingbar. Die besondere Fokussierung auf die Streuung liegt darin begründet, dass diese Untersuchungen anschließend in probabilistische Sicherheitskonzepte integriert werden können, in denen die umforminduzierte Schädigung bisher nicht quantitativ berücksichtigt werden. Als Demonstrator dient ein durch Fließpressen hergestellter Airbag-Druckbehälter mit kontrollierter Schädigung durch Anpassung der Prozessparameter. Das Kriterium zur Bewertung der Leistungsfähigkeit des Bauteils ist die Bruchlast des Airbag-Druckbehälters, der Berstdruck, welcher auf einer Prüfmaschine vom Typ Z250 in Innendruckversuchen getestet wird. Um die Streuung zu quantifizieren, wird ein schädigungsmechanisches Modell verwendet, welches dahingehend modifiziert wird, die Streuung in der Bruchlast durch streuende Schädigungsparameter abzubilden. Nachdem dieses Modell anhand von Berstversuchen validiert wurde, wird es in Kombination mit Methoden der Unsicherheitsquantifizierung zur Quantifizierung der Streuungen eingesetzt. Durch diesen Ansatz können benötigte Sicherheitsfaktoren reduziert werden und somit zum Leichtbau beigetragen werden.

Artikelnummer
BR-2025-508

Titel
Berücksichtigung umforminduzierter Schädigung in der Bauteilauslegung
Autor(en)
S. Münstermann, N. C. Fehlemann
DOI
10.48447/BR-2025-508
Veranstaltung
57. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit – Tagung 2025
Jahr der Veröffentlichung
2025
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
Schädigungsmechanik,Berstversuche,Probabilistik,Sicherheitskonzepte