Inhaltszusammenfassung

Die Ermittlung einer Werkstoffwöhlerlinie, die zur Abschätzung von Bauteillebensdauern benötigt wird, erfordert ca. 20-30 Ermüdungsversuche unter einstufiger Beanspruchung. Dieser Aufwand ist oft nicht vertretbar. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie durch Kombination von ZfP, der Digitalisierung der Messtechnik und Signalverarbeitung mit einer einzigen Werkstoffprobe eine komplette Werkstoffwöhlerlinie ermittelt und zusätzlich noch weitere Informationen bezüglich des Ermüdungsverhaltens gewon...Die Ermittlung einer Werkstoffwöhlerlinie, die zur Abschätzung von Bauteillebensdauern benötigt wird, erfordert ca. 20-30 Ermüdungsversuche unter einstufiger Beanspruchung. Dieser Aufwand ist oft nicht vertretbar. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie durch Kombination von ZfP, der Digitalisierung der Messtechnik und Signalverarbeitung mit einer einzigen Werkstoffprobe eine komplette Werkstoffwöhlerlinie ermittelt und zusätzlich noch weitere Informationen bezüglich des Ermüdungsverhaltens gewonnen werden können. Mit der gleichzeitigen Reduktion von Versuchsaufwand und -kosten entsteht ein erheblicher Vorteil gegenüber der konventionellen Ermittlung von Ermüdungsdaten wie auch gegenüber etablierten Kurzzeitverfahren, wenn es gelingt, eine Vielzahl an Werkstoffeffekten an einer einzelnen Probe mittels Datenanalyse zu separieren und dies als Grundlage für die Ermittlung von Werkstoffwöhlerlinien zu nutzen. ;In diesem neuen Verfahren SteBLife (Stepped Bar Fatigue Life Evaluation), welches am LZfPQ der Universität des Saarlandes entwickelt wurde, werden eine gestufte Ermüdungsprobe mit mehreren Prüfstrecken eingesetzt und die lokalen Werkstoffreaktionen über zugeordnete Messgrößen der ZfP erfasst. In ersten Untersuchungen für Proben aus C45E wurden die Werkstoffreaktionen mittels Infrarotkamera und einem selbstentwickelten mikro-magnetischen Messsystem auf der Basis von Hall-Sensoren gemessen. ;Die Grundidee der SteBLife Prüfstrategie ist ein gestufter Werkstoffprobentyp. Die drei Prüfstreckendurchmesser führen zu unterschiedlichen lokalen Spannungen, wodurch in einem einzelnen Einstufenversuch das Wechselverformungsverhalten von drei Spannungshorizonten abgebildet werden kann. Auf der Basis dieser Temperaturverläufe kann die Wöhlerkurve nach der SteBLife Methode mit nur einem einzigen Versuch berechnet werden. Die hier vorgestellte Vorgehensweise reduziert nicht nur Versuchszeit und -kosten zur Ermittlung einer Werkstoffwöhlerlinie um einen Faktor 30 oder mehr als 95 %, sondern führt auch noch zu erheblichen neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen hinsichtlich des nichtlinearen Schadensakkumulationsverhaltens eines Materials. Dies kann zudem der ZfP ein vollkommen neues und vielversprechendes Anwendungsfeld eröffnen.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Ingenieurwissenschaften