Werkstoffgerechte Auslegung und Festigkeitsnachweis für Verbrennungsmotorkolben aus Mesophasenkohlenstoff:
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| Published: |
München
Utz, Wiss.
2001
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| Series: | Werkstoffwissenschaften
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
.
1
2
GRUNDLAGEN
.
3
2.1
KOLBEN
VON
VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN
.
3
2.1.1
BAUTEILBESCHREIBUNG
.
3
2.1.2
KOLBENBAUARTEN
.
5
2.1.3
KOLBENAUSSENKONTUR
UND
EINBAUSPIEL
.
7
2.1.4
BELASTUNGEN
AM
KOLBEN
.
9
2.1.4.1
GASKRAFT
.
10
2.1.4.2
MASSENKRAFT
.
10
2.1.4.3
SEITENKRAFT
.
11
2.1.4.4
TEMPERATUR
.
11
2.1.5
KOLBENWERKSTOFFE
.
12
2.1.5.1
ANFORDERUNGEN
AN
KOLBENWERKSTOFFE
.
12
2.1.5.2
GEBRAEUCHLICHE
KOLBENWERKSTOFFE
.
13
2.2
WERKSTOFFKUNDLICHE
GRUNDLAGEN
.
15
2.2.1
MESOPHASENKOHLENSTOFF
.
15
2.2.2
HERSTELLUNG
VON
KOLBEN
AUS
MESOPHASENKOHLENSTOFF
.
15
2.2.2.1
GEWINNUNG
DES
AUSGANGSMATERIALS
.
16
2.2.2.2
FORMGEBUNG
.
17
2.2.2.3
SINTERN
.
20
2.2.2.4
NACHBEARBEITUNG
.
21
2.2.3
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
21
2.2.3.1
STREUUNG
DER
MECHANISCHEN
EIGENSCHAFTEN
.
22
2.2.3.2
VERSAGENSHYPOTHESEN
.
24
2.2.3.3
VERSAGENSWAHRSCHEINLICHKEIT
BEI
MEHRACHSIGER
BEANSPRUCHUNG
.
26
2.2.3.4
LEBENSDAUER
BEI
DYNAMISCHER
BEANSPRUCHUNG
.
27
2.3
FINITE
ELEMENTE
METHODE
(FEM)
.
28
2.3.1
ENTWICKLUNG
UND
PRINZIP
DER
FEM
.
28
2.3.2
GENAUIGKEIT
UND
RISIKEN
VON
FEM-ANALYSEN
.
29
2.3.3
FEM
BEI
KOLBEN
VON
VERBRENNUNGSMOTOREN
.
29
2.3.4
FEM-ANALYSEN
VON
KERAMISCHEN
BAUTEILEN
.
30
2.3.5
BERECHNUNG
VON
VERSAGENSWAHRSCHEINLICHKEITEN
.
30
3
AUFGABENSTELLUNG
UND
ORGANIGRAMM
.
32
4
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
UND
SIMULATION
.
33
U
L
A
A
A
A
A
A
A
A
-
^
-
^
A
A
A
A
A
W
W
W
W
W
W
W
UE
J
C
P
T
O
G
O
O
0
C
O
B
B
U
1
U
1
U
1
A
A
A
A
4.1
WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG
.
4.1.1
MIKROSTRUKTUR
.
4.1.2
VIERPUNKT-BIEGEVERSUCH
.
4.1.2.1
VERSUCHSANORDNUNG
.
4.1.2.2
WEIBULLVERTEILUNG
UND
WEIBULLPARAMETER
.
4.1.2.3
DEFEKTCHARAKTERISIERUNG
.
4.1.2.4
ELASTIZITAETSMODUL
.
4.1.3
UNIAXIALER
DRUCKVERSUCH
.
4.1.4
BRUCHVERSUCHE
BEI
ZWEIACHSIGEM
SPANNUNGSZUSTAND
.
4.1.4.1
DOPPELRINGVERSUCH
.
4.1.4.2
SCHEIBENVERSUCH
.
4.1.5
BESTIMMUNG
DER
RISSZAEHIGKEIT
K|
C
.
4.2
SIMULATION
VON
KOLBEN
IM
MOTORBETRIEB
.
4.2.1
HARD
UND
SOFTWARE
.
4.2.2
ABSCHAETZUNG
DER
KOLBENTEMPERATUR
IM
MOTORBETRIEB
.
4.2.2.1
ZIEL
DER
ABSCHAETZUNG
.
4.2.2.2
MODELLIERUNG
.
4.2.2.3
RANDBEDINGUNGEN
.
4.2.3
PARAMETERSTUDIE:
STRUKTURBERECHNUNG
AN
2-TAKT-OTTO-KOLBEN
.
4.2.3.1
ZIEL
DER
STUDIE
.
4.2.3.2
MODELLIERUNG
.
4.2.3.3
RANDBEDINGUNGEN
.
4.2.3.4
GEOMETRIEVARIANTEN
.
.
4.2.4
STRUKTURBERECHNUNG
AN
EINEM
4-TAKT-OTTO-KOLBEN
.
4.2.4.1
ZIEL
DER
STUDIE
.
4.2.4.2
MODELLIERUNG
.
4.2.4.3
RANDBEDINGUNGEN
.
4.2.4.4
BELASTUNGSFAELLE
.
50
4.2.4.5
VERGLEICHSSPANNUNG
.
51
4.2.4.6
VERSAGENSWAHRSCHEINLICHKEIT
.
52
4.2.4.7
LEBENSDAUER
BEI
ZYKLISCHER
BELASTUNG
.
52
4.2.5
AUSLEGUNG
DER KOLBENAUSSENKONTUR
.
54
5
ERGEBNISSE
.
56
5.1
WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG
.
56
5.1.1
MIKROSTRUKTUR
.
56
5.1.1.1
GEFUEGE
.
56
5.1.1.2
FEHLSTELLEN
IN
DER
MIKROSTRUKTUR
.
59
5.1.2
ELASTISCHE
KENNWERTE
.
61
5.1.2.1
QUERDEHNZAHL
.
61
5.1.2.2
ELASTIZITAETSMODUL
.
61
5.1.3
BIEGEBRUCHFESTIGKEIT
UND
WEIBULLVERTEILUNG
.
61
5.1.4
DRUCKFESTIGKEIT
.
64
5.1.5
VERSAGENSHYPOTHESE
UND
VERGLEICHSSPANNUNG
.
64
5.1.6
RISSZAEHIGKEIT
KIC
.
67
5.2
SIMULATION
VON
KOLBEN
IM
BETRIEBSZUSTAND
.
67
5.2.1
KOLBENTEMPERATUR,
THERMISCHE
VERFORMUNG
UND
SPANNUNGEN
.
67
5.2.2
STRUKTURBERECHNUNG
AN
EINEM
2-TAKT-OTTO-KOLBEN
.
71
5.2.2.1
CHARAKTERISTISCHE
SPANNUNGSVERTEILUNG
.
71
5.2.2.2
GEOMETRIEVARIANTEN
.
73
5.2.3
STRUKTURBERECHNUNG
AN
EINEM
4-TAKT-OTTO-KOLBEN
.
73
5.2.3.1
CHARAKTERISTISCHE
SPANNUNGSVERTEILUNG
.
73
5.2.3.2
VERSAGENSWAHRSCHEINLICHKEIT
.
77
5.2.3.3
LEBENSDAUER
.
78
5.2.4
KOLBENAUSSENKONTUR
.
79
6
DISKUSSION
.
81
6.1
WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG
.
81
6.1.1
PROBLEMATIK
DER
FORMGEBUNG
.
81
6.1.2
WEIBULLVERTEILUNG
UND
DEFEKTCHARAKTERISIERUNG
.
83
6.1.3
FESTIGKEIT
UND
VERSAGENSHYPOTHESE
.
84
6.1.4
ELASTISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
86
6.2
SIMULATION
.
87
6.2.1
KOLBENTEMPERATUR
IM
MOTORBETRIEB
.
87
6.2.2
ANALYSE
DER
BELASTUNGSSITUATION
UND
FOLGERUNGEN
FUER
DIE
STRUKTURELLE
KOLBENGESTALTUNG
.
89
6.2.3
EINBAUSPIELE
UND
KOLBENAUSSENKONTUR
.
92
6.2.4
VERSAGENSWAHRSCHEINLICHKEIT
UND
LEBENSDAUER:
FOLGERUNGEN
FUER
WERKSTOFFENTWICKLUNG
UND
KOLBENGESTALTUNG
.
95
6.3
VERGLEICH
DES
ANFORDERUNGSPROFILS
AN
KOLBENWERKSTOFFE
MIT
DEM
EIGENSCHAFTSPROFIL
VON
MESOPHASENKOHLENSTOFF
.
98
7
ZUSAMMENFASSUNG
.
101
8
LITERATUR
.
103
9
OBJECTLVE
AND
SUMMARY
.
109
10
ANHANG
.
110
10.1
MESOPHASENKOHLENSTOFF
-
PRUEFBERICHT
NACH
DIN
51110,
TEIL
3
.110
10.2
3D
-
DARSTELLUNGEN
DER
UNTERSUCHTEN
KOLBEN
.
111
10.2.1
2-TAKT-MOTORSAEGENKOLBEN
.
111
10.2.2
4-TAKT-PKW-KOLBEN
.
111 |
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| spelling | Bäumel, Franz 1970- Verfasser (DE-588)123148766 aut Werkstoffgerechte Auslegung und Festigkeitsnachweis für Verbrennungsmotorkolben aus Mesophasenkohlenstoff Franz Bäumel München Utz, Wiss. 2001 111 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Werkstoffwissenschaften Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2001 Werkstoffgerechtes Konstruieren (DE-588)4233887-6 gnd rswk-swf Mesomorphe Phase (DE-588)4169474-0 gnd rswk-swf Kohlenstoffwerkstoff (DE-588)4031677-4 gnd rswk-swf Finite-Elemente-Methode (DE-588)4017233-8 gnd rswk-swf Hubkolben (DE-588)4160716-8 gnd rswk-swf Verbrennungsmotor (DE-588)4062661-1 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Verbrennungsmotor (DE-588)4062661-1 s Hubkolben (DE-588)4160716-8 s Kohlenstoffwerkstoff (DE-588)4031677-4 s Mesomorphe Phase (DE-588)4169474-0 s Werkstoffgerechtes Konstruieren (DE-588)4233887-6 s Finite-Elemente-Methode (DE-588)4017233-8 s DE-604 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009595050&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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