Sicherheit im Straßenverkehr ist nicht zuletzt eine Frage zuverlässiger Verbindungseinrichtungen gekuppelter Fahrzeuge. Eine zentrale Bedeutung hat hierbei der dynamische Dauerschwingversuch, der für die meisten Verbindungseinrichtungen die unverzichtbare Voraussetzung für den Nachweis der Gestaltfestigkeit liefert und damit ein maßgebendes Kriterium für die Zulassung zum Straßenverkehr darstellt. Dabei traten im Rahmen der gesetzlichen Bauartprüfungen immer wieder charakteristische Bauteilschäden nach Dauerschwingversuchen auf, die ein Bauteilversagen zur Folge hatten, jedoch nicht näher untersucht wurden. Dieses offenkundige Problem wurde zum Anlass genommen sich mit Versagensursachen und -mechanismen zu beschäftigen, mit dem Ziel einen Beitrag zur Schadensprävention zu leisten. Das hier vorgestellte Verfahren für eine Kerbformoptimierung ist auf der Grundlage bereits existierender Optimierungsverfahren entwickelt und den Gegebenheiten entsprechend angepasst worden. Die systematische Untersuchung und Bewertung von Bauteilschäden an dynamisch beanspruchten Verbindungseinrichtungen lieferte die Voraussetzung für eine effiziente Optimierung potenzieller Schadensbereiche. Im Laufe der Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass sich Kerbschäden nach Art und Unifang weiter unterscheiden und einteilen lassen, so dass ein wichtiges Ergebnis der Voruntersuchung die Klassifizierung der schadensrelevanten Kerbformen lieferte. Durch umfangreiche FEM-Analysen konnten die schadensauslösenden Einflüsse verschiedener Kerbformen nachgewiesen werden. Auch der zum Abbau von Kerbspannungen typischerweise verwendete Radialübergang hat sich als ungünstige Gestaltung für Querschnittssprünge herausgestellt. Auf zunächst rein rechnerischem Wege konnte nachgewiesen werden, dass sich das Prinzip der gleichmäßigen Spannungsverteilung auf einfachste Weise umsetzen lässt, indem Kerbbereiche durch einen iterativen Prozess einen konstruktiven Materialanbau erhalten und so in eine optimale Kerbform 'wachsen'. Die Ergebnisse der Versuchsreihen zur Kerbformgestaltung zeigten eine durchweg gute Übereinstimmung mit den theoretischen Werten. Die Untersuchungen haben ergeben, dass bereits geringste Kerbformänderungen zu einem hohen Spannungsabbau führen. Unter Berücksichtigung des dynamischen Bauteilverhaltens ist dies mit einer beträchtlichen Steigerung der Bauteillebensdauer verbunden.
Untersuchungen zum Einfluss schadensrelevanter Kerbformen auf das Festigkeitsverhalten dynamisch beanspruchter Verbindungseinrichtungen der Fahrzeugtechnik
2005
130 Seiten, Bilder, Tabellen, 28 Quellen
Theses
German
Materialverhalten dynamisch beanspruchter Flaechendichtungen
Automotive engineering | 1995
|Materialverhalten dynamisch beanspruchter Flächendichtungen
IuD Bahn | 1995
|Berechnung dynamisch beanspruchter Schraubenverbindungen
Automotive engineering | 1979
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