Festigkeitsnachweis und Lebensdauerberechnung bei komplex mehrachsiger Schwingbeanspruchung:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2013
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschrittberichte VDI
Reihe 5, Grund- und Werkstoffe, Kunststoffe ; 748 |
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
FORMELZEICHEN UND INDIZES VII
ZUSAMMENFASSUNG X
ABSTRACT XIII
1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1
1.1 AUSGANGSSITUATION UND HISTORISCHER UEBERBLICK 1
1.2 AUFGABENSTELLUNG 2
1.3 VORGEHENSWEISE 4
2 STAND VON WISSENSCHAFT UND TECHNIK 5
2.1 WERKSTOFFMECHANISCHE GRUNDLAGEN 5
2.1.1 SPANNUNG UND DEHNUNG 5
2.1.2 ZYKLISCHES WERKSTOFFVERHALTEN 11
2.1.3 MEHRACHSIGE SCHWINGBEANSPRUCHUNGEN 16
2.1.4 KERBEINFLUSS 24
2.2 MIKROSTRUKTURELLE GRUNDLAGEN 26
2.2.1 SCHADENSAKKUMULATION UND RISSINITIIERUNG 27
2.2.2 BESONDERHEITEN BEI NICHTPROPORTIONALER BEANSPRUCHUNG 33
2.3 ERMUEDUNGSMODELLE ZUR LEBENSDAUERBERECHNUNG 33
2.3.1 SPANNUNGSBASIERTE MODELLE 38
2.3.2 DEHNUNGSBASIERTE MODELLE 43
2.3.3 ENERGIEDICHTEBASIERTE MODELLE 47
2.3.4 LEBENSDAUERBERECHNUNG NACH KERNTECHNISCHEM REGELWERK 52
2.4 BERUECKSICHTIGUNG ELASTISCH-PLASTISCHEN WERKSTOFFVERHALTENS 55
3 KONZEPT ZUR GESCHLOSSENEN BEWERTUNG KOMPLEXER ERMUEDUNGSZUSTAENDE .. 57
3.1 DAS MPA AIM-LIFE VERFAHREN ZUR LEBENSDAUERBERECHNUNG 57
3.2 NUMERISCHE SIMULATION DES ZYKLISCHEN WERKSTOFFVERHALTENS 59
3.3 ENTWICKLUNG EINER MODIFIZIERTEN FESTIGKEITSHYPOTHESE 64
3.3.1 AUSGANGSBASIS UND GRUNDUEBERLEGUNGEN 64
3.3.2 FORMULIERUNG DES GRADIENTENEFFEKTS 67
3.4 ZUSAMMENFASSUNG 71
4 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 74
4.1 WERKSTOFFE UND PROBENFORMEN 74
4.1.1 WERKSTOFF 20MNMONI5-5 74
4.1.2 WERKSTOFF X6CRNINB 18-10 77
4.1.3 PROBENFORMEN 81
4.2 DURCHGEFUEHRTE SCHWINGVERSUCHE 83
4.2.1 EINACHSIGE VERSUCHE 86
4.2.2 TORSIONS-WECHSELVERSUCHE 88
4.2.3 ZUG-DRUCK-WECHSELVERSUCHE AN GEKERBTEN PROBEN 91
4.2.4 TORSIONS-WECHSELVERSUCHE AN GEKERBTEN PROBEN 92
4.2.5 SCHWINGVERSUCHE MIT KOMPLEX PROPORTIONALEN BEANSPRUCHUNGEN 93
4.2.6 SCHWINGVERSUCHE MIT KOMPLEX NICHTPROPORTIONALEN BEANSPRUCHUNGEN..
95
V
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IMAGE 2
4.2.7 WEITERE SCHWINGVERSUCHE 98
5 FINITE ELEMENTE BERECHNUNGEN 99
5.1 MODELLERSTELLUNG 99
5.2 ERGEBNISSE DER BERECHNUNGEN 100
6 IDENTIFIKATION DER MIKROSTRUKTURELLEN SCHAEDIGUNGSPROZESSE 105
6.1 FERRITISCHER WERKSTOFF 20MNMONI5-5 105
6.1.1 EINACHSIGES ERMUEDUNGSVERHALTEN 105
6.1.2 ERMUEDUNGSVERHALTEN BEI REINER TORSION 107
6.1.3 ERMUEDUNGSVERHALTEN BEI KOMPLEXER BEANSPRUCHUNG 110
6.2 AUSTENITISCHER WERKSTOFF X6CRNINB18-10 111
6.2.1 EINACHSIGES ERMUEDUNGSVERHALTEN 111
6.2.2 ERMUEDUNGSVERHALTEN BEI REINER TORSION 112
6.2.3 ERMUEDUNGSVERHALTEN BEI KOMPLEXER BEANSPRUCHUNG 113
7 VERIFIZIERUNG DER ERMUEDUNGSMODELLE 116
7.1 HYPOTHESENAUSWAHL 116
7.2 MITTELWERTSKURVEN 117
7.3 BEWERTUNG DER FESTIGKEITSHYPOTHESEN 119
7.4 MIKROSTRUKTURELLE VALIDIERUNG 131
8 ANWENDUNG UND AUSBLICK 136
A. ANHANG 138
LITERATURVERZEICHNIS 161
VI
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