Rechnerischer Festigkeitsnachweis für korrosionsbeanspruchte Maschinenbauteile FKM Heft 303

Rechnerischer Festigkeitsnachweis für korrosionsbeanspruchte Maschinenbauteile FKM 2009
Heft Nummer 303
Vorhaben Nr. 278

Kurzfassung:
Im Rahmen dieses Vorhabens wurde erstmalig das aus frei zugänglicher Literatur und aus Arbeiten der Forschungsstelle vorhandene Wissen der Veränderung der Festigkeitseigenschaften unter komplexer mechanisch-korrosiver Beanspruchung verdichtet, geschlossen bewertet und für die rechnerische Behandlung aufbereitet, sodass eine Anknüpfung an die bestehende FKM-Richtlinie Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile erfolgen kann.Anhand eines geschlossenen Bewertungsansatzes wurde eine Abschätzung des Einflusses der Korrosion auf die Ermüdungseigenschafien von Eisenbasiswerkstoffen ermittelt. Dies erfolgte auf Basis einer Regressionsrechnung nach einem potenziellen Wachstumsgesetz. Grundlage war eine vollständige Digitalisierung der Wöhlerlinien und Versuchspunkten aus den Literatur, die es ermöglichte, mithilfe von Klassierungen, Gruppierungen und Einflussfaktoren Versuchsdaten zusammenzufassen und gemeinsam zu regressieren. Ergebnis war eine tabellarische Aufbereitung der Korrosionsabminderung für Eisenbasiswerkstoffe nach Werkstoffgruppen, Medienklassen und Einflussfaktoren. Die aus dieser Tabelle für das jeweilige Korrosionssystem abzulesenden Kennwerte der Korrosionsabminderung sind neben einem zu bestimmenden Kerbvorfaktor und der nach der FKM-Richtlinie berechneten Bauteildauerfestigkeit die benötigten Eingangsgrößen, um die Korrosionszeitfestigkeit nach einer modifizierten Gleichung der Wöhlerlinie zu ermitteln. Die Abschätzung einer Spannungsrisskorrosionsgefährdung (SpRK) von Korrosions- Systemen erfolgte anhand der Erstellung einer gestuften Entscheidungshilfe für den Anwender, anhand derer er kritische Werkstoff-Umgebungs-Systeme erkennen und vermeiden kann. Durch eine Aufgliederung der Problemstellung bei der Auslegung von Bauteilen mit der Angabe konkreter Hilfestellungen wurden die möglichen Einflussgrößen und ProblemIösungen zur Vermeidung von SpRK aufgezeigt. Insbesondere die Kenntnis der für SpRK kritischen Bauteilzustände bzgl. des Werkstoffs, der Umgebungsbedingungen oder der statischen Belastung sowie der Vermeidung derartiger Systemzustände kann eine wertvolle Hilfestellung sein, um eine sichere Auslegung von statisch belasteten Bauteilen unter Korrosionseinfluss durchzuführen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden.
Berichtsumfang:
87 S., 43 Abb., 00 Tab., 129 Lit.Beginn der Arbeiten:
01.08.2006Ende der Arbeiten:
31.01.2009Zuschussgeber:
BMWi I AiF-Nr. 14854 NForschungsstelle:
Institut für Werkstoffkunde, TU Darmstadt
Leiter: Frau Prof. Dr.-lng. C. Berger, Bearbeiter und Verfasser:
Dipl.-lng. R. Breining, Obmann des Arbeitskreises:
Dipl.-lng. J. Denk, Vorstandsvorsitzender FKM:
Dipl.-lng. H. Linn, LlNN HIGH THERM GmbH, Hirschbach