Ziel der Arbeit war die Erweiterung des biaxial-planaren Versuchsstandes um die Hochtemperatureignung für die isotherme und anisotherme (thermo-mechanische) niederzyklische Ermüdung.
Das Werkstoffverhalten und die Versagensmechanismen der Nickelbasis-Superlegierungen Waspaloy_TM und IN738LC wurden anhand von einachsigen Referenzversuchen bestimmt. Die Lebensdauern für die proportionalen biaxial-planaren Dehnungsverhältnisse von 1, 0,6 und -1 zwischen beiden Belastungsachsen unter LCF- und TMF-Beanspruchung lassen sich auf Basis der Gestaltänderungsenergiehypothese mit einachsigen Werten beschreiben. Einzig eine Scherbeanspruchung von IN738LC führt zu einer Lebensdauerverlängerung.
Es wird ein Lebensdauermodell auf Basis des Spannungs-Dehnungs-Ansatzes vorgestellt, mit dem die Lebensdauerkorrelation der isothermen und anisothermen sowohl von einachsigen als auch biaxial-planaren Ermüdungsversuchen gelingt.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Dieses Lehr- und Übungsbuch vermittelt durch Praxisbeispiele anschaulich und anwendungsnah die wesentlichen Grundlagen der Festigkeitslehre.
Es beschäftigt sich insbesondere mit Spannungen und Verzerrungen von verformbaren Körpern.
Aus dem Inhalt:
-Zug- und Druckbeanspruchungen von statisch bestimmten und unbestimmten Stabsystemen,
-Biege- und Querkraftbeanspruchungen von Balken und Trägern,
-Torsionsbeanspruchungen von mechanischen Strukturen,
-ebener Spannungs- und Verzerrungszustand in Bauteilen,
-Stabilitätsprobleme und Auslegungskriterien.
Durchgerechnete Übungsbeispiele, ausgewählte Klausuraufgaben und viele selbsterklärende Abbildungen ermöglichen das erfolgreiche Selbststudium.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Mit der Einführung der europäischen Stahlbaunormen (Eurocode 3) im Jahr 2010 hat sich die Ermüdungsfestigkeit der Konstruktionsdetails mit Radlasteinleitung, zu denen die Flansch-Steg-Verbindungen von Kranbahnträgern zählen, erheblich reduziert. Dies betrifft auch die Befestigung von Flach- und Vierkantschienen auf Kranbahnträgerobergurten mit durchgehenden Schweißnähten. Im Rahmen der systematischen Überprüfung von Eurocode 3 im Jahr 2017 wurde ein deutscher Verbesserungsvorschlag erarbeitet, der eine wirtschaftlichere Dimensionierung der nicht durchgeschweißten Konstruktionsdetails mit Radlasteinleitung hinsichtlich Ermüdung gestattet. Der wissenschaftliche Hintergrund dieses Vorschlags wird detailliert beschrieben und seine Praxisanwendung vorgestellt.
Aktualisiert: 2020-02-04
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Durch die lokale Anpassung der mechanischen Eigenschaften entsprechend ihrer Anforderungen ist bei Karosseriekomponenten eine Blechdicken- und somit Massenreduzierung bei gleichzeitig besserem Insassenschutz möglich. Zwischen den belastungsangepassten Bereichen entstehen Übergangszonen mit Eigenschaften, über deren Verformungsverhalten bisher nur begrenztes Verständnis vorliegt. Im Rahmen dieser Dissertationsarbeit wurde das Verformungsverhalten der Übergangszonen von partiell abgekühlten sowie partiell austenitisierten Strukturen bei hohen Dehnraten und mehrachsiger Beanspruchung untersucht. Unter Berücksichtigung der erzielten Ergebnisse können zukünftig mittels Bauteil- und Gesamtfahrzeugsimulationen Empfehlungen für die optimale Gestaltung von Übergangszonen zur Verbesserung des Verformungsverhaltens des gesamten Bauteils abgeleitet werden.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Für die Auslegung von technischen Bauteilen haben sich numerische Methoden auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) längst als Standardverfahren etabliert. Durch die Verwendung der FEM kann das Bauteilverhalten in einer frühen Phase des Auslegungsprozesses simuliert werden. So können Produkteigenschaften vorhergesagt und optimiert werden, wobei langwierige und kostspielige Prototypentests entfallen. Gerade bei der Beschreibung des Werkstoffverhaltens von Elastomeren besteht jedoch erhebliches Optimierungspotenzial. Zu dessen Beschreibung haben sich hyperelastische Materialmodelle etabliert, die das nichtlineare elastische Materialverhalten auf phänomenologische Weise abbilden. Zur korrekten Beschreibung der mechanischen Eigenschaften von Elastomeren müssen diese Modelle anhand von Messungen des Zugdehnungsverhaltens bei unterschiedlichen Beanspruchungszuständen kalibriert werden. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher zunächst die mechanischen Eigenschaften von Elastomeren unter einer Zugverformung bei unterschiedlichen Beanspruchungszuständen analysiert. Durch die Prüfung verschiedener Elastomermischungen wird der Einfluss des Füllstoffgehalts auf das mehrachsige Werkstoffverhalten bestimmt. Der Einfluss der Rußkonzentration auf mehrachsige Beanspruchungszustände wird durch einen neuartigen Ansatz quantifiziert. Weiterhin werden Methoden zur genauen Abbildung der Materialeigenschaften bei unterschiedlichen Beanspruchungszuständen mehrachsig belasteter Elastomere vorgestellt. Unter anderem wird ein kinematisches Maß zur Quantifizierung des Deformationszustands hergeleitet. Dieser Parameter, der Dehnmodenexponent ??, wird einerseits zur Abbildung unterschiedlicher Beanspruchungszustände innerhalb der FEM und andererseits zur
Aktualisiert: 2019-03-15
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Ziel der Arbeit war die Erweiterung des biaxial-planaren Versuchsstandes um die Hochtemperatureignung für die isotherme und anisotherme (thermo-mechanische) niederzyklische Ermüdung.
Das Werkstoffverhalten und die Versagensmechanismen der Nickelbasis-Superlegierungen Waspaloy_TM und IN738LC wurden anhand von einachsigen Referenzversuchen bestimmt. Die Lebensdauern für die proportionalen biaxial-planaren Dehnungsverhältnisse von 1, 0,6 und -1 zwischen beiden Belastungsachsen unter LCF- und TMF-Beanspruchung lassen sich auf Basis der Gestaltänderungsenergiehypothese mit einachsigen Werten beschreiben. Einzig eine Scherbeanspruchung von IN738LC führt zu einer Lebensdauerverlängerung.
Es wird ein Lebensdauermodell auf Basis des Spannungs-Dehnungs-Ansatzes vorgestellt, mit dem die Lebensdauerkorrelation der isothermen und anisothermen sowohl von einachsigen als auch biaxial-planaren Ermüdungsversuchen gelingt.
Aktualisiert: 2023-04-17
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