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Bewertung der Fertigungsqualität von Gussbauteilen hinsichtlich Ermüdungsfestigkeit

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Produktdetails
Beschreibung

Die Ermüdungsfestigkeit von Gussbauteilen hängt wesentlich von den fertigungsprozessbedingten
Imperfektionen ab. Aufgrund des erhöhten Anteils von rezyklierten Rohstoffen, aber auch der globalen
Zulieferkette, muss der Hersteller die Betriebsfestigkeit unterschiedlicher Guss-Fertigungsqualitäten
beurteilen.
Dieser Beitrag fasst kürzlich entwickelte numerische Methoden der Autoren zur effizienten
Betriebsfestigkeitsbewertung von defektbehafteten Gussbauteilen zusammen und zeigt die Ableitung
von statistischen Ermüdungsfestigkeitskennwerten auf, welche eine aussagekräftige Verbindung zur
Fertigungsqualität von Gussbauteilen ermöglichen.
Zur Bewertung der makroskopische Schwindungsporosität in Stahlguss eignen sich
kerbwirkungsbasierte Konzepte, da planare Defektprojektionen lokal wie Kerben beurteilt werden können. Die
entwickelten Methoden zur Betriebsfestigkeitsbewertung von Makroimperfektionen umfassen die Theorie des kritischen Abstandes (TCD), sowie die elasto-plastische totale Formänderungsenergiedichte im Kontrollvolumen des Kerbgrunds (T-SED), welche skriptbasiert für
Einzeldefekte und Imperfektions-Netzwerke implementiert. Im Postprocessing wird die Energiedichte auf Basis des elastischen Spannungsverteilung über ein erweitertes tensorbasiertes Neuber-Modell elastoplastisch umgerechnet.
Die Bestimmung der Ermüdungsfestigkeitskennwerte entlang der Defektgrenzen ist zunächst für ein Drei-Poren-Modell dargestellt. Sowohl TCD als auch SED liefern gleichwertige Verteilungen, d.h. der Verlauf der örtlichen Beanspruchung hängt von der Interaktion und der jeweiligen Orientierung der Poren ab.
Die statistische Verteilung der Schwingfestigkeit ist abschließend für ein Referenz-Röntgenbild dargestellt. Die maßgebenden Imperfektionen ändern sich mit dem Langriffswinkel.

Artikelnummer: BF-2025-616

Titel: Bewertung der Fertigungsqualität von Gussbauteilen hinsichtlich Ermüdungsfestigkeit
Autor(en): M. Stoschka, M. Horvath, F. Grün
DOI: 10.48447/BF-2025-616
Veranstaltung: Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
Jahr der Veröffentlichung: 2025
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Betriebsfestigkeit,Gussqualität,Totale Formänderungsenergiedichte,Statistische Defektbewertung

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Autor(en): J. T. Sattler, S. Schoenfeld

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Ein Fuzzy-Ansatz zur Berücksichtigung von Unschärfen in der Gesamtfahrzeugsimulation

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Simulationsgestützte Omission von Betriebslastsignalen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Qualitative Bewertung von Zuverlässigkeitsaussagen in der Produktentwicklung und -absicherung

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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