Die Betriebsfestigkeit von Fahrwerksbauteilen wird nicht nur von der Schwingfestigkeit unter zyklischen Betriebsbelastungen und Missbrauchsbelastungen bestimmt, sondern auch durch die Interaktion mit Sonderbelastungen und Missbrauchsbelastungen. Vor diesem Hintergrund wird anhand eines Panhard-Stabes, ein stabilisierendes Element im Fahrwerk von Nutzfahrzeugen, gezeigt, wie zunächst durch eine Werkstoffsubstitution, nämlich des konventionellen Eisengraphitgusses EN-GJS-400-15 (GGG 40), durch die ADI (Ausferrite Ductile Iron)-Variante EN-GJS-800-8 mit der entsprechenden Wärmebehandlung eine deutlich höhere Schwingfestigkeit erzielt wird. Zu bemerken ist, dass der ADI-Guss gefügebedingt gegenüber dem konventionellen ferritischen Werkstoff unter variablen Betriebsbelastungen eine deutlich höhere Schwingfestigkeits- bzw. Lebensdauersteigerung aufweist als unter konstanten Amplituden und somit ein Leichtbaupotenzial. Da Panhard-Stäbe ebenso auch die untersuchten gummigelagerten Gusszapfen im Betrieb auch Missbrauchs- und Sonderbelastungen ausgesetzt werden können, müssen Konstruktion und Werkstoff entsprechend ausgerichtet sein. Die Bauteilvarianten aus EN-GJS- 800-8 verhalten sich gegenüber dem EN-GJS-400-15 unter schlagartiger Belastung (Impact) sowie unter einer elasto-plastischen Sonderbelastung überlegen. Die Verformbarkeit der Bauteile aus dem weniger duktilen EN-GJS-800-8 kann durch entsprechen de konstruktive Maßnahmen im Schaftbereich, verbunden mit einer Gewichtsreduzierung um 15%, erhöht werden.
The structural durability of safety components in the chassis comprises not only the fatigue behaviour under cyclic variable amplitude service loading, but also its interaction with prestrains caused by special events and the rupture behaviour under impact loading due to misuse . From this background, the structural durability behaviour of Panhard rods made from ferritic cast nodular iron EN-GJS-400-15 was compared with the behaviour of rods made from the austempered EN-GJS-800-8. The components investigated, Panhard rods and cast plugs, made from the austempered material revealed a higher impact resistance than the components made from the ferritic cast nodular iron. Due to their ausferrite microstructure, Panhard rods made from EN-GJS- 800-8 display a significantly superior fatigue strength behaviour, especially under spectrum loading, and offer a potential for lightweight design. Prestrains do not affect the fatigue behaviour under variable amplitude loading and the plastic deformation of the component under impact loading can be increased by appropriate design reducing the stiffness in the shaft area and achieving a weight reduction by 15 %.
Structural durability criteria for commercial vehicle components from the self strengthening cast ausferrite nodular iron EN-GJS-800-8 (ADI) in comparison to the ferritic EN-GJS-400-15
Betriebsfestigkeitskriterien für Nutzfahrzeugkomponenten aus dem selbstverfestigenden ausferritischen Eisengraphitguss EN-GJS-800-8 (ADS) im Vergleich zum ferritischen EN-GJS-400-15
2008
8 Seiten, 16 Bilder, 2 Tabellen, 6 Quellen
Conference paper
English
SAE Technical Papers | 1950
|Designing cast nodular iron crankshafts
Automotive engineering | 1986
|Nodular Cast Iron Monobloc Pistons
Automotive engineering | 1980
|Surface defects occurring during superfinishing process of nodular cast iron components
Automotive engineering | 2010
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