Zur Übersicht

Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Lebensdauersteigerung infolge initialer quasistatischer Überlasten

Mittwoch (18.09.2019)
14:30 - 15:00 Uhr Festsaal

Die Lebensdauer von zyklisch beanspruchten Bauteilen wird oftmals durch die Grenzlastspielzahl im Bereich von konstruktiven Kerben bestimmt. Eine Steigerung kann konstruktiv durch eine Milderung der Kerbe, durch die Verwendung größerer Übergangsradien oder die Einbringung von Entlastungskerben erreicht werden. Diese Möglichkeiten sind aufgrund von Bauraumrestriktionen nicht immer umsetzbar. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Einbringung von Eigenspannungen infolge von Kugelstrahlen, Festwalzen oder Oberflächenhämmern. All diese Verfahren bedingen einem zusätzlichen Arbeitsschritt im Produktionsprozess und sind auch nur bedingt geeignet Eigenspannungen im Bereich von Kerben einzubringen. Im Rahmen des Vortrages wird eine Möglichkeit der Lebensdauersteigerung mittels der Verwendung quasistatischer, initialer Überlasten vorgestellt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Eigenspannungen nur im Bereich der Kerben eingebracht werden. Die Oberflächenqualitäten und Maße der Funktionsflächen des Bauteils werden somit nicht modifiziert, sodass keine Nacharbeit notwendig ist. Anhand von Flach- und Rundproben aus duktilen Stählen wird die Lebensdauersteigerung bei Zug- und Druckbelastungen vorgestellt. Dabei werden verschiedene Beanspruchungsverhältnisse, Kerbgeometrien und Überlasten vorgestellt. Die in Abhängigkeit dieser Parameter erzielten Ergebnisse zeigen eine signifikante Steigerung der Lebensdauer, teilweise konnte eine Verdopplung erzielt werden. Eine Erklärung der Effekte erfolgt mithilfe begleitender numerischer Simulationen mittels der Finiten-Elemente-Methode. Durch die Verwendung von elastisch-plastischen Materialmodellen wird die Entstehung der Eigenspannungen und die daraus resultierende Verschiebung der Mittelspannungen in der zyklischen Belastung anschaulich erläutert. Zudem erfolgte eine Optimierung der Lebensdauer durch die Auslegung der initialen Überlasten mittels Simulation.

Sprecher/Referent:
Anna Rudolph
TU Bergakademie Freiberg
Weitere Autoren/Referenten:
  • Jenny Köckritz
    TU Bergakademie Freiberg
  • Dr. Robert Szlosarek
    TU Bergakademie Freiberg
  • Prof. Dr. Matthias Kröger
    TU Bergakademie Freiberg