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Forschungsprojekt LCF-Weld

Schaffung konsolidierter und ingenieurtechnisch anwendbarer Verfahren zur Ermüdungsbewertung nicht nachbearbeiteter und nachbearbeiteter Schweißverbindungen im LCF-Bereich


Prof. Dr.-Ing. Klemens Rother
Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik
Institut für Material- und Bauforschung, IMB
Labor für Mathematik und Technische Mechanik


Gegenstand dieses Forschungsprojekts ist die Untersuchung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen bei niederzyklischer Ermüdung. Hierfür soll zunächst anhand von zwei sehr unterschiedlichen Werkstoffen an geschweißten Proben mit zwei Wandstärken/Nahtdicken die dafür notwendige experimentelle Basis geschaffen werden, um darauf aufbauend im Projekt rechnerische Konzepte untersuchen und weiterentwickeln zu können.


Ziel des Vorhabens ist es, verbesserte Lebensdauerkonzepte für Schweißverbindungen aus dem austenitischen Stahlwerkstoff X6CrNiTi18-10 (1.4541) sowie dem hochfesten Baustahl S960M oder vergleichbar für rein niederzyklische Beanspruchungen unter konstanten Amplituden und plastischer Deformation zu entwickeln und anhand von experimentellen Ergebnissen zu validieren. Hierbei wird sowohl auf lokale, werkstoffbasierte Konzepte als auch vereinfachende Korrekturfunktionen für etablierte spannungsbasierte Konzepte (Nennspannungs-, Strukturspannungs-, Kerbspannungskonzepte) zurückgegriffen.


Mit einer verbesserten Prognosefähigkeit im rein niederzyklischen Bereich erhofft man sich eine Basis zu schaffen, um damit zukünftig die Lebensdauer von Strukturen mit Belastungsspektren, die sowohl im nieder- als auch hochzyklischen Spektrum liegen, besser prognostizieren zu können. Dieses Ziel hilft dabei, die Bauteilzuverlässigkeit zu verbessern, dadurch Produktrisiken unterschiedlichster Branchen zu minimieren und ressourcenschonender auszulegen. Da Produktentwicklung im Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau vermehrt von Unternehmen der Zuliefererketten geleistet werden (Ingenieurbüros, Entwicklerfirmen) sind die Ergebnisse besonders für KMU relevant.



Quelle: Prof. Dr. Vormwald, TU Darmstadt, Inhomogene Verteilung von Dehnungsamplituden eines Stumpfstoßes
Quelle: Prof. Dr. Vormwald, TU Darmstadt, Inhomogene Verteilung von Dehnungsamplituden eines Stumpfstoßes

Laufzeit:
01.04.2019 - 31.03.2021


Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, BMWi


Projektträger:
Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen, AiF


Forschungspartner:
Technische Universität Darmstadt,
Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik, Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald


Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Klemens Rother
Raum: R 4.059

Tel.: 089 1265-3348
Fax: 089 1265-3308