Forschungsheft zur Richtlinie Nichtlinear: Rechnerischer Bauteilfestigkeitsnachweis unter expliziter

FKM 2015
Heft Nummer 326
Vorhaben Nr. 301
292 Seiten

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Richtlinie Nichtlinear: Rechnerischer Bauteilfestigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoff-Verformungsverhaltens
Abschlussbericht

Kurzfassung:
Im Rahmen des Projektes werden Untersuchungen des nichtlinearen Verformungs- und Ver-sagensverhaltens der Werkstoffgruppen Stahl und Aluminium durchgeführt. Die daraus re-sultierenden Ergebnisse bilden die Basis für die Führung von Festigkeitsnachweisen.
Hierfür wird zunächst eine Erweiterung des statischen Festigkeitsnachweises auf nichtlineare Analysen vorgestellt und Versagensgrenzkurven für verschiedene Mehrachsigkeitsgrade aufbereitet und diskutiert. Für den Anwender werden zusätzlich ein Sicherheitskonzept und Berechnungsbeispiele zur Verfügung gestellt.
Für die Führung eines Ermüdungsfestigkeitsnachweises auf Basis des örtlichen Konzepts wird zuallererst das nichtlineare zyklisch-stabilisierte Spannungs-Dehnungs-Verhalten unter-sucht und Möglichkeiten zur Abschätzung zyklischer Werkstoffkennwerte über die Zugfestig-keit vorgestellt. Zudem erfolgen Untersuchungen zur Bestimmung und Modifikation von Schädigungsparameterwöhlerlinien, die für den Anwender verständlich und umfangreich aufbereitet werden.
Im Rahmen des örtlichen Konzepts werden dann verschiedene Kerbnäherungsformeln und weitere Einflussgrößen für die Berechnung der Lebensdauer diskutiert und anhand experi-menteller Daten verifiziert. Dabei werden neben einstufigen Lastfolgen auch Betriebslastfol-gen untersucht und die Berechnungsergebnisse diskutiert.
Den Abschluss bilden ein Sicherheitskonzept für abgesicherte, charakteristische Wöhlerli-nien auf Basis von geschätzten, zyklischen Werkstoffkennwerten zur konservativen Abschät-zung der Lebensdauer von Bauteilen unter Betriebsbelastung und verschiedene Berech-nungsbeispiele für den Anwender.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden.
Berichtsumfang:
Beginn der Arbeiten:
Ende der Arbeiten:
Zuschussgeber:
Forschungsstelle:
Bearbeiter und Verfasser: 292 S., 232 Abb., 116 Tab.,143 Lit. 01.12.2012 31.05.2015 BMWi / IGF-Nr. 17612 TU DarmstadtInstitut für Stahlbau und Werkstoffmechanik, IFSWLeiter: Prof. Dr.-Ing. Michael VormwaldFraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, IWM Leiter: Prof. Dr. Peter GumbschTU ClausthalInstitut für Maschinelle Anlagentechnikund Betriebsfestigkeit, IMABLeiter: Prof. Dr.-Ing. Alfons EsdertsDipl.-Ing. Menaie Fiedler, IFSWDr.-Ing. Igor Varfolomeev, IWMDipl.-Ing. Michael Wächter, IMAB
Obmann des Arbeitskreises: Dr.-Ing. Manfred Bacher-Höchst, Robert Bosch GmbH Vorstandsvorsitzender FKM: Dipl.-Ing. H. Rauen,VDMA, Frankfurt