Die zuverlässige Berechnung der Lebensdauer hochbeanspruchter Werkstoffe und Bauteile setzt ein umfassendes Verständnis der Ermüdungsvorgänge und die systematische Untersuchung des Wechselverformungsverhaltens voraus. Zur detaillierten Bewertung des Ermüdungsverhaltens des Vergütungsstahls 42CrMo4, der u.a. für Nutzfahrzeugachsen eingesetzt wird, und des Gusseisenwerkstoffes EN-GJL-250, der in LKW-Zylinderköpfen Verwendung findet, wurden in Einstufen- und Betriebslastversuchen mechanische Spannung-Dehnung -Hysteresemessungen, Temperatur- und elektrische Widerstandsmessverfahren eingesetzt. Die genannten Messgrößen werden von beanspruchungs- und lastspielzahlabhängigen mikrostrukturellen Veränderungen im Werkstoffvolumen beeinflusst und sind die Basis für die am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der TU Kaiserslautern entwickelte Lebensdauerberechnungsmethode PHYBAL. Dieses Kurzzeitverfahren ermöglicht eine Reduktion der Versuchszeit um bis zu 90 %. Aus der Tatsache, dass für die Anwendung von PHYBAL nur drei Ermüdungsversuche zur Berechnung der Wöhlerkurve metallische Werkstoffe und Werkstoffzustände erforderlich sind, ergeben sich enorme wissenschaftliche und wirtschaftliche Vorteile. Durch eine Kombination der PHYBAL-Methode mit der arcsinv-P-Transformation können auch für inhomogenere Werkstoffgruppen Wöhlerkurven mit den Streubändern für unterschiedliche Bruchwahrscheinlichkeiten sehr zuverlässig berechnet werden.
PHYBAL - Eine physikalisch basierte Methode zur Lebensdauerberechnung für dynamisch hochbeanspruchte Bauteile von Nutzfahrzeugen
2010
10 Seiten, 9 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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