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Probekörperdesign für die mechanische Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung

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Produktdetails
Beschreibung

Der Leichtbau spielt in der Zukunft des Maschinenbaus eine immer größere Rolle. Hierbei spielt die ökologische Verantwortung von Ingenieuren, weniger Ressourcen zu verbrauchen und die Emissionen von Maschinen über ihren Lebenszyklus zu reduzieren, im Vordergrund. Darüber hinaus ermöglicht die Konstruktion im Leichtbau eine präzisere und belastungsspezifischere Auslegung von Bauteilen für ihre Anwendung, was den Materialverbrauch und damit die Kosten reduziert. Die additive Fertigungstechnologie ist ein Paradebeispiel und eine treibende Kraft für diesen Trend. Aufgrund der hohen Gestaltungsfreiheit und -komplexität der additiven Fertigung können hochperiodische Strukturen wie Gitterstrukturen fertigungstechnisch realisiert werden. Diese zellularen Strukturen verfügen über ein ausgezeichnetes Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis und finden vielfältige Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik sowie im Maschinen- und Anlagenbau. Der additive Fertigungsprozess bietet einen großen Parameterraum, der die Teilequalität und deren inhärente mechanische Eigenschaften stark beeinflusst. Daher müssen die einflussreichsten Parameter separat identifiziert, kategorisiert, klassifiziert und in den Entwurfsprozess eingebunden werden. Dazu ist eine zuverlässige Prüfung der mechanischen Eigenschaften unerlässlich. Den aktuellen Entwicklungen rund um additiv gefertigte Gitterstrukturen mangelt es an einheitlichen Standards für die Probekörperauslegung unter zyklischer Zug-Druck Belastung. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, mithilfe der Topologieoptimierung ein geeignetes Designkonzept für die Krafteinleitung in Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck Belastung, herzuleiten. Die Herstellbarkeit mittels additiver Fertigung wird in einer Proof-of-Concept Studie untersucht.

Artikelnummer: ADD-2023-298

Titel: Probekörperdesign für die mechanische Charakterisierung der Ermüdungseigenschaften von Gitterstrukturen unter zyklischer Zug-Druck-Belastung
Autor(en): M. Greiner, J. Hoffmann, C. Mittelstedt
DOI: 10.48447/ADD-2023-298
Veranstaltung: DVM-Arbeitskreis Arbeitskreis Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen - Tagung
Jahr der Veröffentlichung: 2023
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Additive Fertigung,Gitterstrukturen,Ermüdungsverhalten,Probekörperdesign,Topologieoptimierung

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Autor(en): M. Wächter, M. Hupka, M. Leicher, K. Treutler, A. Esderts, V. Wesling

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Anrisslebensdauervorhersage additiv gefertigter Proben durch Modellierung verformungsbedingter Zustandsgrößen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Kriechverhalten von mittels Selektiven Laserstrahlschmelzen hergestellten IN738LC: Einfluss der Aufbauorientierung auf Zwillingsbildung

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Bruchauslösende Inhomogenitäten bei PBF-LB AlSi10Mg-Bauteilen: Ermittlung der Rissinitiierungsphase aus dem CT-Scan

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Publikationsart: Berichtsband (PDF)

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90,00 €

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Additive Fertigung vs. Guss: Ein Vergleich am Beispiel von Aluminium

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