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Schichtbasierte Schwingfestigkeitsbewertung von Gussbauteilen

Die Bewertung der Ermüdungsfestigkeit moderner Gussbauteile ist eine komplexe Aufgabe, die ständig durch Leichtbaudesign und Umweltanforderungen vorangetrieben wird. Grundsätzlich wird die Ermüdungsfestigkeit durch statistisch verteilte Kerben oder Defekte innerhalb des Bauteils beeinflusst, was eine lokale Bewertung aufwendig macht. In dieser Arbeit wird ein schichtweises, ingenieurmäßig anwendbares Bewertungsinstrument unter Berücksichtigung der lokalen Herstellungsbedingungen vorgestellt.

Basierend auf Fraktographie und Computertomographie werden Defektverteilungen schichtweise, beginnend an der Oberfläche, bestimmt und die Schwingfestigkeit unter Verwendung von Mikrostrukturgröße und zyklischen Belastungsparametern berechnet.

Darüber hinaus wird die…

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Produktdetails
Beschreibung

Darüber hinaus wird die Bauteillebensdauer maßgeblich durch den effektiven Eigenspannungszustand in der Schicht beeinflusst. Daher wurde ein elastisch-plastisches Materialmodell verwendet, um die Umverteilung der Eigenspannungen bei zyklischer Belastung zu berücksichtigen. Anhand der Analyse von gleitgeschliffenen und polierten Proben wird die Methode unter Berücksichtigung des zyklisch stabilen Mittelspannungszustandes validiert.

Diese auf Bruchmechanik basierende Methode zur Bewertung der Ermüdungsfestigkeit wurde für die Gusswerkstoffe AlSi8Cu3, AlSi7Mg0.3, G21Mn5+N und G12MnMo7-4+QT entwickelt und ist für eine bauteilähnliche Prüfung in Abb. 1 dargestellt. Der technische Anriss im Bauteil wurde mit Risslumineszenz detektiert, siehe Abb.2. Für alle untersuchten Werkstoffe wird die Dauerfestigkeit innerhalb eines Bereichs von etwa 10 % berechnet. Dieses umfassende Konzept bietet einen ingenieurmäßig anwendbaren Ansatz für die fertigungsprozessbasierte Auslegung von Gusskomponenten und verwandten Verfahren.

Artikelnummer: BF-2025-617

Titel: Schichtbasierte Schwingfestigkeitsbewertung von Gussbauteilen
Autor(en): M. Oberreiter, M. Stoschka, F. Grün
DOI: 10.48447/BF-2025-617
Veranstaltung: Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
Jahr der Veröffentlichung: 2025
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Bruchmechanik,Schwingfestigkeit,Computertomographie,Gussbauteile,Zyklisches Materialverhalten

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Autor(en): A. Nenninger, S. Maas

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25,00 €

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Autor(en): S. Bucher, A.-K. Kohlhepp, U. Zäumer, B. Schuller

E-ANTRIEBS VALIDIERUNG: WIE PRÜFLINGSEIGENSCHAFTEN ZUKÜNFTIG BEI DER VALIDIERUNG DER BETRIEBSFESTIGKEIT GEZIELT EINGESETZT WERDEN KÖNNEN.

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

Deutsch

25,00 €

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Autor(en): F. Ellmer

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Rechnerischer Festigkeitsnachweis für additiv gefertigte Bauteile aus 316L

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Qualitative Bewertung von Zuverlässigkeitsaussagen in der Produktentwicklung und -absicherung

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

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90,00 €

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Autor(en): E. Stolz, T. Fünfkirchler, R. Masendorf, S. Hübner, A. Esderts, B.-A. Behrends

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Einfluss eines modifizierten Warmumformverfahrens auf die Bauteilschwingfestigkeit von warmumgeformten dicken Blechen aus 22MnB5

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Simulationsgestützte Omission von Betriebslastsignalen

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Autor(en): F. C. Günther, M. Kotouc, R. Schmidt

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Bayessches Lernen: Statistische Modellierung zur Abschätzung von Lebensdauer und Zuverlässigkeit

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