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Ansätze zum rechnerischen Festigkeitsnachweis von additiv gefertigten Bauteilen

Einer breiteren praktischen Anwendung der additiven Fertigung, z.B. in Form der Powder Bed Fusion, steht gegen­wärtig entgegen, dass sicherheitsrelevante Bauteile im Allgemeinen mit hohem Aufwand experimentell nachgewiesen werden müssen. Eine kostengünstigere rechnerische Auslegung additiv gefertigter Bauteile behindern gegenwärtig noch fehlende durchgängige Lösungen im rechnerischen Festigkeitsnachweis und in der Sicherstellung der Fertigungsqualität.

Der Berechnungsgang der FKM-Richtlinie "Rechnerischer Festigkeitsnachweis" ist in seinem gegenwärtigen Gültigkeitsbereich lückenlos aufbereitet. Um diesen Berechnungsgang auch auf additiv gefertigte Bauteile anwenden zu können, sind die entsprechenden Berechnungs­parameter für additiv gefertigte Bauteile zu…

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Einer breiteren praktischen Anwendung der additiven Fertigung, z.B. in Form der Powder Bed Fusion, steht gegen­wärtig entgegen, dass sicherheitsrelevante Bauteile im Allgemeinen mit hohem Aufwand experimentell nachgewiesen werden müssen. Eine kostengünstigere rechnerische Auslegung additiv gefertigter Bauteile behindern gegenwärtig noch fehlende durchgängige Lösungen im rechnerischen Festigkeitsnachweis und in der Sicherstellung der Fertigungsqualität.

Der Berechnungsgang der FKM-Richtlinie "Rechnerischer Festigkeitsnachweis" ist in seinem gegenwärtigen Gültigkeitsbereich lückenlos aufbereitet. Um diesen Berechnungsgang auch auf additiv gefertigte Bauteile anwenden zu können, sind die entsprechenden Berechnungs­parameter für additiv gefertigte Bauteile zu bestimmen. Derartige Berechnungsparameter, z. B. Wechselfestigkeitsfaktor, sind für spezielle Fälle bekannt, hier dargestellt anhand der Ergebnisse von Festigkeitsversuchen an Proben aus AlSi10Mg aus dem Forschungsvorhaben AMCOCS. Die Validierungsversuche und zugehörigen Berechnungen der Bauteilfestigkeit zeigen, dass eine Festigkeitsberechnung additiv gefertigter Bauteile nach der Methodik der vorhandenen FKM-Richtlinie möglich ist.

Weiterhin wird diskutiert, inwieweit messbare Parameter des Fertigungs­prozesses verwendet werden können, um die Treffsicherheit des rechnerischen Festigkeitsnachweises zu verbessern.
Zusammenfassend wird ein Konzept für den rechnerischen Festigkeitsnachweis additiv gefertigter Bauteile vorgestellt, dass sich grundsätzlich an die Methodik der FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis“ anlehnt und die Berücksichtigung von festigkeitsrelevanten Fertigungsparametern ermöglichen sowie ein an die Möglichkeiten der Qualitätssicherung angepasstes Sicherheitskonzept beinhalten soll.

Reference
BF-2023-108

Title
Ansätze zum rechnerischen Festigkeitsnachweis von additiv gefertigten Bauteilen
Author(s)
R. Rennert, T. Schiemann
DOI
10.48447/BF-2023-108
Event
DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
Year of publication
2023
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
Additive Fertigung,Rechnerischer Festigkeitsnachweis,FKM-Richtlinie

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KI-BASIERTE BEANSPRUCHUNGSERMITTLUNG VON BAUTEILEN IN KRAFTFAHRZEUGEN BEI STRUKTUR- UND MODALANREGUNG
Author(s): F. Bilger, S. Chéreau, T. Bruder
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Digitale Methoden für die Lebensdauerbewertung am Beispiel hochfester Stähle
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Virtuelle Vibrationslastableitung: Eine Soft Sensor Anwendung
Author(s): D. Kreuter, T. Westmeier
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Virtuelle Vibrationslastableitung: Eine Soft Sensor Anwendung
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Virtuelle Vibrationslastableitung: Eine Soft Sensor Anwendung
D. Kreuter, T. Westmeier
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
2023
conference paper (PDF)
German
Soft Sensor,Vibration,Machine Learning,Lastableitung
Price €25.00
Online only
SCHWINGFESTIGKEIT DES SINTERSTAHLS DIESTALOY AE + 0,6 % C BEI BEANSPRUCHUNG MIT VARIABLER AMPLITUDE
Author(s): L. Masendorf, A. Esderts
10.48447/BF-2023-107
DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
2023
conference paper (PDF)
German
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SCHWINGFESTIGKEIT DES SINTERSTAHLS DIESTALOY AE + 0,6 % C BEI BEANSPRUCHUNG MIT VARIABLER AMPLITUDE
SCHWINGFESTIGKEIT DES SINTERSTAHLS DIESTALOY AE + 0,6 % C BEI BEANSPRUCHUNG MIT VARIABLER AMPLITUDE
L. Masendorf, A. Esderts
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
2023
conference paper (PDF)
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Variable Amplitude,Sinterstahl,Reihenfolgeeinfluss,Omission
Price €25.00
Online only
Einsatz eines virtuellen Modells zur Ermittlung der Prüffähigkeit auf einem Gesamtfahrzeugprüfstand.
Author(s): T. Bruder, G. Toplack, G. Jung, S. Chéreau
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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conference paper (PDF)
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Betriebsfestigkeitsabsicherung,Gesamtfahrzeugprüfstand,Modellierung
Price €25.00
Online only
VIRTUELLE SENSOREN FÜR BAUTEILBELASTUNGEN
Author(s): T. Arnold, S. Glane, F. Grober, L. Muth, W. Sextro
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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VIRTUELLE SENSOREN FÜR BAUTEILBELASTUNGEN
T. Arnold, S. Glane, F. Grober, L. Muth, W. Sextro
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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VIRTUELLE SENSOREN FÜR BAUTEILBELASTUNGEN
T. Arnold, S. Glane, F. Grober, L. Muth, W. Sextro
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
2023
conference paper (PDF)
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Machine Learning,hybride Modellierung,Automotive Time Series,Echtzeitanwendung,Hochfrequente Signale und CAN
Price €25.00
Online only
Multikriterielle Optimierung von Leichtbaustrukturen unter Berücksichtigung der Strukturdynamik und Betriebsfestigkeit
Author(s): W. Kaal, J. Baumgartner, C. Tamm, M. Budnik
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
2023
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Multikriterielle Optimierung von Leichtbaustrukturen unter Berücksichtigung der Strukturdynamik und Betriebsfestigkeit
Multikriterielle Optimierung von Leichtbaustrukturen unter Berücksichtigung der Strukturdynamik und Betriebsfestigkeit
W. Kaal, J. Baumgartner, C. Tamm, M. Budnik
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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Price €25.00
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Virtueller Prototyp einer Erntemaschine am Festigkeitsprüfstand
Virtueller Prototyp einer Erntemaschine am Festigkeitsprüfstand
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2023
conference paper (PDF)
German
Rollenprüfstand,Erntemaschine,virtueller Prototyp,Lastübertragung
Price €25.00
Online only
Experimentelle und simulative Schwingfestigkeitsuntersuchungen von geschweißten Kupferverbindungen basierend auf der Realgeometrie
Author(s): M. Lauf, S. Pruy, S. Kiesner
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Experimentelle und simulative Schwingfestigkeitsuntersuchungen von geschweißten Kupferverbindungen basierend auf der...
Experimentelle und simulative Schwingfestigkeitsuntersuchungen von geschweißten Kupferverbindungen basierend auf der Realgeometrie
M. Lauf, S. Pruy, S. Kiesner
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2023
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
2023
conference paper (PDF)
German
Vibration Fatigue,Digital Twin,FEM-Simulation,Welded Copper
Price €25.00
Online only
Lasttransfer für Traktorvarianten
Author(s): K. Wilde, M. Schlotterbeck, T. Jung, M. Burger
10.48447/BF-2023-079
DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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Lasttransfer für Traktorvarianten
Lasttransfer für Traktorvarianten
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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Price €25.00
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Einführung eines elektronischen Laborbuches – Fortschritte in der Digitalisierung im Rahmen des Forschungsdatenmanagements in der Betriebsfestigkeit
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Einführung eines elektronischen Laborbuches – Fortschritte in der Digitalisierung im Rahmen des Forschungsdatenmanagements in der Betriebsfestigkeit
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Price €25.00
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Werkstoffqualifizierung für die zuverlässige Auslegung druckwasserstoffexponierter Komponenten
Author(s): K. Bauer-Troßmann, S. Bucher, S. Laue, S. Schönborn
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Werkstoffqualifizierung für die zuverlässige Auslegung druckwasserstoffexponierter Komponenten
Werkstoffqualifizierung für die zuverlässige Auslegung druckwasserstoffexponierter Komponenten
K. Bauer-Troßmann, S. Bucher, S. Laue, S. Schönborn
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K. Bauer-Troßmann, S. Bucher, S. Laue, S. Schönborn
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DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
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conference paper (PDF)
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Wasserstoff,Werkstoffqualifizierung,Temperatureinfluss,Prüftechnik
Price €25.00
Online only
Betriebsfestigkeit - Potenziale der Betriebsfestigkeit in Zeiten des technologischen und gesellschaftlichen Wandels
10.48447/BF-2023-BB
Editor(s): M. Decker
2023
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Betriebsfestigkeit, Reale und virtuelle Sensoren, Digitalisierung in der Materialprüfung, Digitalisierung und Datanalytics, Werkstoffe und Kennwerte, Virtuelle Prüfung
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