TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT
Bild 1: Synthetische Wöhlerlinie im Kurzzeit-, Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich
NEUERUNGEN IN DEN SYNTHETISCHEN WÖHLERLINIEN 2018
Die ständig
voranschreitende
Entwicklung
im Bereich
höchstfester
Stahlwerkstoffe
sowie
neue wissenschaftliche
Erkenntnisse,
insbesondere
zur Berücksichtigung
des Mittelspannungseinflusses,
des statistischen
Größeneinflusses,
der Anisotropie
bei Schmiedeerzeugnissen
sowie
des Einflusses
von Temperatur
und Einsatzhärtung,
veranlassten,
die Synthetischen
Wöhlerlinien
durch eine Überarbeitung
zu optimieren.
Auf Grundlage
intensiver
Datenauswertungen
sowie
zahlreicher
Schwingfestigkeitsversuche
konnte
der Anwendungsbereich
der Synthetischen
Wöhlerlinien
nun auch auf höchstfeste
Stähle
mit Zugfestigkeiten
über 2.000 MPa sowie
höherfeste
Stähle
mit überdurchschnittlichen
zyklischen
Festigkeiten,
hierunter
AFP-Stähle,
bainitische
Stähle
und ESU-Stähle,
erweitert
werden.
Hinsichtlich
der Berücksichtigung
des Mittelspannungseinflusses,
welcher
auch zur Bewertung
von Eigenspannungen
dient,
wird für die neuen
Synthetischen
Wöhlerlinien
SWL2018 eine Unterscheidung
zwischen
Werkstoff-
und Bauteilverhalten
getroffen,
wobei
sich die Beschreibung
des Mittelspannungseinflusses
für Bauteile
weiterhin
an der FKM-Richtlinie
orientiert.
Bei der
Beschreibung
des Mittelspannungseinflusses
für den Werkstoff
wird der Schädigungsparameter
nach Bergmann PB verwendet,
der dem Umstand
Rechnung
trägt, dass die Beanspruchbarkeit
bei erhöhten
Druckmittellasten
entgegen
den Vorgaben
der
FKM-Richtlinie
auch abfallen
kann 3.
Zu den Neuerungen
der SWL2018 im Bereich
der Übertragbarkeit
zählt ein Übertragungskonzept,
welches
die Berücksichtigung
von Größeneinflüssen
entweder
kumulativ,
das heißt als
Kombination
aus spannungsmechanischem
und statistischem
Größeneinfluss
durch das HBV90%-Konzept
4, oder separat
als
statistischem
Größeneinfluss
nach Weibull
5 ermöglicht.
Letzterer
bietet
die Möglichkeit,
neben
der Ausdehnung
höchstbeanspruchter
Bereiche
auch die statistische
Streuung
der Versuchspunkte
einzubeziehen.
Die erforderlichen
Kennwerte
lassen
sich
ohne Mehraufwand
aus der zur Bestimmung
des Lastübertragungsfaktors
erforderlichen
FE-Analyse
ableiten.
Schmiedewerkstoffe
weisen
zahlreiche
Besonderheiten
in Bezug
auf die Schwingfestigkeit
auf, welche
durch den Umformprozess
in Form von Texturierung
und Anisotropie
induziert
werden.
Um die Auswirkungen
der Richtungsabhängigkeit
auf die
Bauteillebensdauer
berücksichtigen
zu können,
enthalten
die
Bild 2: Bewertung der Anisotropie bei Schmiedebauteilen Bilder: Autoren
56 massivUMFORMUNG | MÄRZ 2019