Aluminium-Druckgussbauteile finden heute einen breiten Einsatz im Automobilbau, da sie neben erheblichen Gewichtsvorteilen eine wirtschaftliche Fertigung komplexer Konstruktionen erlauben. Um das Potenzial des Druckgussverfahrens besser ausnutzen zu können, müssen Werkstoffinhomogenitäten wie Gasporen und Lunker hinsichtlich ihres Einflusses auf die Bauteillebensdauer zuverlässig bewertbar sein. Die Bewertung wird dadurch erschwert, dass die Poren nicht homogen über den Bauteilquerschnitt verteilt sind. Während die Bauteilrandschicht nahezu porenfrei ist, nimmt die Porosität zur Bauteilmitte hin zu. Sowohl Größe, Form und Lage der einzelnen Pore als auch die Lage der Poren zueinander beeinflussen die Schwingfestigkeit. Zum Verständnis der Wirkung dieser Einflüsse sind diese systematisch zu variieren und zu bewerten. Die Bewertung der Porosität in einem Bauteil ist letztlich aber nur statistisch möglich, weil eine exakte Vorhersage der o.g. Einflussgrößen einzelner Poren nicht möglich ist. Die für die Porositätsbewertung notwendigen Eingangsinformationen können teilweise auch durch die Gießsimulation gewonnen werden. Die Wirkung der Poren auf den lokalen Beanspruchungszustand wird durch FEM-Berechnungen detailliert untersucht. Hierzu werden die Poren gezielt variiert, ausgehend von ideal kugelförmigen Poren bis hin zu realen dreidimensionalen Porengeometrien, die aus Computertomografie-Untersuchungen gewonnen wurden. Weiterhin wird der Porositätszustand im Bauteil statistisch betrachtet und bewertet. Aus den Erkenntnissen wird eine ingenieurmäßige Methode zur Berücksichtigung der Porosität bei der Lebensdauerberechnung entwickelt. Die Methode wird auf ein Serien-Al-Druckgussbauteil angewendet und verifiziert.

    Aluminium high pressure die casting (HPDC) reduces cost and weight of components, therefore they find a wide application in the car construction. To better capitalize on the potential of the HPDC procedure, inhomogeneities, like gas pores and blowholes, and their influence on the fatigue life must be precisely determined. This assessment is complicated by the fact that the pores are not distributed homogeneously across the component section. The component surface layer is usually free of pores and the porosity is concentrated at the centre of the component. Size, form and location of the single pore as well as the relative location of the pores also influence the fatigue strength. The influence of the pores on the local loading condition is investigated in detail through FEM calculations. In these calculations different kinds of pores are taken into consideration, varying from ideal spherical shape to the real three-dimensional pore geometry extracted from microfocus computer tomography investigations. Furthermore the porosity in the component is statistically evaluated. With this knowledge a method is developed to consider the effect of porosity on fatigue life. The procedure is applied and verified on a series-production HPDC component.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library

    Order at Subito €


    Export, share and cite



    Title :

    Berücksichtigung lokaler Porosität bei der Lebensdauerberechnung von Aluminium-Druckgussbauteilen


    Additional title:

    Local porosity consideration in fatigue life calculation of high pressure die cast aluminium components




    Publication date :

    2008


    Size :

    17 Seiten, 12 Bilder, 14 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




    Beruecksichtigung lokaler Porositaet bei der Lebensdauerberechnung von Aluminium Druckgussbauteilen

    Powazka,D. / Gaenser,H.P. / Egner-Walter,A. et al. | Automotive engineering | 2008


    Lebensdauerberechnung von Aluminium-Radialverdichterrädern

    Makarenko, Igor / Shaker Verlag | TIBKAT | 2016



    Lebensdauerberechnung hybrider Verbindungen

    Meschut, Gerson / Çavdar, Serkan / Mayer, Bernd et al. | TIBKAT | 2020

    Free access