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Nichtlineare Regression am Beispiel von Kerbformzahlschätzern

Kerbformzahlen von Standardgeometrie werden für die Auslegung hinsichtlich statischer und vor allen Dingen zyklischer Beanspruchung benötigt. Dies schließt Kerbgeometrie an nicht geschweißten Bauteilen oder auch idealisierte Geometrie für die Bewertung von Schweißverbindungen nach dem Konzept der effektiven Kerbspannung ein.

Die numerische Simulation zur Bestimmung von Kerbformzahlen mit der Finite Elemente Methode erfordert die Modellierung der Kerbgeometrie mit anschließender Vernetzung, Berechnung und der Auswertung mit dafür verfügbarer geeigneter Software.

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Beschreibung

Auf experimentellen Weg oder mit Lösungen der Elastizitätstheorie und anschließender polynomialer Regression bestimmte Kerbformzahlen sind in Nachschlagewerken wie Peterson, Roloff/Matek oder der FKM-Richtlinie zum Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile zu finden. Teilweise sind diese Kerbformzahlen auch hinsichtlich der Prognosegüte kritisch zu bewerten.

Alternativ können Näherungslösungen für Formzahlen von Kerbfällen auch in Form von multivariater, nichtlinearer Regression oder Künstlichen Neuronalen Netzen KNN basierend auf Trainingsdaten aus Finite Elemente Analysen als in der Anwendung besonders effiziente Metamodelle bestimmt werden. Im Rahmen dieses Beitrags werden verschiedene Beispiele für gekerbte Stäbe und Schweißstöße vorgestellt und diskutiert. Mit diesen Methoden lassen sich bestehende Beziehungen für die algebraische Berechnung von Kerbformzahlen auch für überlagerte Beanspruchungen und darüber hinaus gehende Geometrieparameter effizient und mit hoher Prognosegüte bestimmen. Insbesondere für Optimierungen, Konzept- und Variantenstudien ist deren Anwendung sehr wirtschaftlich.

Artikelnummer: BF-2025-632

Titel: Nichtlineare Regression am Beispiel von Kerbformzahlschätzern
Autor(en): K. Rother, M. Kling
DOI: 10.48447/BF-2025-632
Veranstaltung: Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
Jahr der Veröffentlichung: 2025
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Kerbformzahlen,Metamodelle,Finite Elemente Analyse,Kerbspannungskonzept,Wellen und Achsen

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Multiaxiale Lebensdaueranalyse auf Basis komplexer Invarianten im Vergleich zu Ansätzen mit kritischer Schnittebene

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Betriebsfestigkeitsbewertung von Aluminiumguss durch den Einsatz digitaler Zwillinge und maschinellem Lernen

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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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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): A. Grundler, J. Mischko, T. Bublat, W. Haydn

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Qualitative Bewertung von Zuverlässigkeitsaussagen in der Produktentwicklung und -absicherung

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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25,00 €

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Schichtbasierte Schwingfestigkeitsbewertung von Gussbauteilen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Einsatz von Vorerfahrung in der statistischen Versuchsplanung und Bauteilabsicherung

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Nur online erhältlich Neu