neuen
Synthetischen
Wöhlerlinien
SWL2018 das Konzept
der
relativen
Anisotropie
A 6, welches
eine
örtliche
Bewertung
der
Schwingfestigkeit
auf Basis
der Gefügeausrichtung
ermöglicht
(Bild 2). Für einsatzgehärtete
Bauteile
wurde
eine
Methodik
in
die neuen
Synthetischen
Wöhlerlinien
SWL2018 integriert,
welche
die Abschätzung
und Berücksichtigung
des Einflusses
der
Einsatzhärtung
ausgehend
vom zyklischen
Werkstoffverhalten
und des Randkohlenstoffgehalts,
der Einsatzhärtetiefe
sowie
einer
elastizitätstheoretischen
Analyse
zur Ermittlung
der lokalen
Beanspruchungen
gestattet.
Dabei
wird eine Fallunterscheidung
zwischen
Oberflächenversagen
und Randschichtversagen
getroffen.
Bislang
war in den synthetischen
Wöhlerlinien
keine
Methode
zur
Berücksichtigung
mehrachsiger
Beanspruchungszustände
verfügbar.
Im Rahmen
der Überarbeitung
wurde
daher
die Schubspannungsintensitätshypothese
in die SWL2018 eingefügt,
sodass jetzt auch mehrachsig
proportionale
Beanspruchungszustände
bewertet
werden
können.
In der FKM-Richtlinie
werden
konstante
Sicherheitsfaktoren
definiert,
welche
von den Versagensfolgen
und dem Einsatz
abhängen.
Eine
Berücksichtigung
der tatsächlichen
Streuung
der
Versuchspunkte
findet
nicht statt, was sowohl
zu überhöhten
als auch zu geringen
Sicherheitsmargen
führen
kann. Um der
mangelnden
Berücksichtigung
der Versuchsstreuung
entgegen
1 Hück, M.; Thrainer, L.; Schütz, W.: Berechnung
von Wöhlerlinien
für Bauteile
aus Stahl, Stahlguss
und Grauguss
– Synthetische
Wöhlerlinien,
Bericht
ABF 11 (1983)
2 Bergmann, J.; Thumser, R.: Synthetische
Wöhlerlinie
für
Eisenwerkstoffe,
Studiengesellschaft
Stahlanwendung,
Düsseldorf, 1999, ISBN 3-934238-13-0
3 Bergmann, J. W.; Kleemann, A.; Richter, T.: Unterschiede
im
Mittelspannungseinfluss
zwischen
Werkstoff
und Bauteil,
in:
Anwendungsspezifische
Werkstoffgesetze
für die Bauteilsimulation,
Berlin, 2017
4 Sonsino, C. M.; Kaufmann, H.; Grubišic, V.: Übertragbarkeit
von Werkstoffkennwerten
am Beispiel
eines
betriebsfest
auszulegenden
geschmiedeten
Nutzfahrzeug-
Achsschenkels,
Konstruktion
47 (1995) Heft 7/8, S. 222-232
5 Diemar, A.; Thumser, R.; Bergmann, J.W.: Determination
of
Local
Characteristics
for the Application
of the Weakest-
Link
Model, in: Materialwissenschaft
und Werkstofftechnik,
Bd. 36
(2005), Nr. 5, S. 204-2010
6 Exel, N.; Türk, M.; Hanselka, H.; Groche, P.: Einfluss
von Faserverlauf
und Gefüge
auf die Schwingfestigkeit
warmmassivumgeformter
AFP-Stähle
(AVIF A 245), Forschungsgesellschaft
Stahlverformung
e. V. FSV, 2010
TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT
zuwirken,
enthalten
die SWL2018 ein probabilistisches
Sicherheitskonzept,
welches
Sicherheitsfaktoren
auf Grundlage
der
statistischen
Auswertung
der Streuung
der Beanspruchbarkeit
ermöglicht.
Neben
den experimentellen
und analytischen
Arbeiten
wurde
ein Methodenträger
erstellt,
um die Übertragung
in die betriebliche
Bemessungspraxis
zu erleichtern
und die Funktionsweise
der SWL2018 zu demonstrieren.
In diesem
sind alle
Methoden
der
SWL2018 zusammengefasst.
Mittels
einer
Benutzeroberfläche
lassen
sich die erforderlichen
Eingabedaten
zur Berechnung
hinzufügen.
Die erforderlichen
Kennwerte
können
dabei
entweder
durch den Benutzer
eingefügt
werden
oder einer
Datenbank
entnommen
werden,
welche
im Rahmen
des Projekts
erarbeitet
wurde.
Diese
enthält
neben
zahlreichen
Schwingfestigkeitskennwerten
und Versuchsergebnissen
aus der Literatur
auch die
Ergebnisse
der Forschungseinrichtungen
zu höchstfesten
Stählen
und AFP-Stählen
des aktuellen
Forschungsprojekts.
Der Abschlussbericht,
der die theoretischen
Grundlagen
der SWL2018
sowie
den Berechnungsablauf
enthält,
ist demnächst – ebenso
wie der Methodenträger
– bei der Forschungsvereinigung
Stahlanwendung
e. V. (FOSTA) in Düsseldorf erhältlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Synthetischen
Wöhlerlinien
2018 sind das Ergebnis
umfangreicher
Überarbeitungen
und Verbesserungen
am Konzept
der
Synthetischen
Wöhlerlinien
nach Hück et al. sowie Bergmann
und Thumser 1, 2. Durch einen
Methodenträger
und den Abschlussbericht,
in dem die methodische
Vorgehensweise
beschrieben
wird, ist eine einfache
Verwendung
der SWL2018 in
der praktischen
Bauteilbemessung
möglich.
Das IGF-Vorhaben
„Konstruktionsgrundlagen
für schwingbelastete
Bauteile
– Erweiterung
der Synthetischen
Wöhlerlinien“,
IGF-Projekt Nr. 18511 BG, der Forschungsvereinigung
Stahlanwendung
e. V. (FOSTA), Sohnstraße 65, 40237
Düsseldorf wurde
über die AiF im Rahmen
des Programms
zur Förderung
der industriellen
Gemeinschaftsforschung
(IGF) vom Bundesministerium
für Wirtschaft
und Energie
aufgrund
eines Beschlusses
des deutschen
Bundestags
gefördert.
Die Langfassung des Schlussberichts kann
demnächst
über die Forschungsvereinigung Stahlanwendung
e. V. (FOSTA) angefordert werden.
Gefördert durch:
aufgrund eines Beschlusses
des Deutschen Bundestags
massivUMFORMUNG | MÄRZ 2019 57