Richtlinie Nichtlinear Rechnerischer Festigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens : Für Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Aluminiumknetlegierungen

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: Fiedler, Melanie (VerfasserIn), Wächter, Michael 1986- (VerfasserIn), Varfolomeev, Igor (VerfasserIn), Vormwald, Michael (VerfasserIn), Esderts, Alfons 1963- (VerfasserIn)
Format: Buch
Sprache:German
Veröffentlicht: Frankfurt am Main VDMA Verlag GmbH 2019
Ausgabe:1. Auflage
Schriftenreihe:FKM-Richtlinie
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245 1 0 |a Richtlinie Nichtlinear  |b Rechnerischer Festigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens : Für Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Aluminiumknetlegierungen  |c die Richtlinie wurde verfasst im Auftrag des Forschungskuratoriums Maschinebau e.V. (FKM) unter der Federführung des Instituts für Stahbau und Werkstoffmechanik (IFSW) der Technischen Universität Darmstadt von Dipl.-Ing. Melanie Fiedler (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Dr.-Ing. Michael Wächter (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal), Dr.-Ing. Igor Varfolomeev (Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Alfons Esderts (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal) und im Arbeitskreis Bauteilfestigkeit unter Fachleuten aus der Industrie und Forschung beraten 
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Datensatz im Suchindex

_version_ 1819769078835838976
adam_text INHALTSVERZEICHNIS 1 STATISCHER FESTIGKEITSNACHWEIS 9 1.1 ALLGEMEINES .............................................................................................................................. 9 1.2 GELTUNGSBEREICH ........................................................................................................................ 9 1.3 BEWERTUNGSKONZEPT .................................................................................................................. 10 1.3.1 BEANSPRUCHUNGSPARAMETER ......................................................................................... 10 1.3.2 VERSAGENSKRITERIUM UND VERSAGENSGRENZKURVE ....................................................... 10 1.3.2.1 VERSAGENSKRITERIUM .................................................................................... 10 1.3.2.2 VERSAGENSGRENZKURVE .................................................................................... 11 1.3.2.3 KONSERVATIVE ABSCHAETZUNG DER VERSAGENSGRENZKURVE ............................ 12 1.4 BERECHNUNGEN ........................................................................................................................... 13 1.4.1 NOTWENDIGE EINGABEDATEN ......................................................................................... 13 1.4.2 ERSTELLEN EINES FINITE-ELEMENTE-MODELLS ................................................................. 13 1.4.3 BESCHREIBUNG DES WERKSTOFFVERHALTENS .................................................................... 14 1.4.4 TECHNOLOGISCHER GROESSENEINFLUSS ................................................................................ 15 1.4.5 FE-ANALYSEN .............................................................................................................. 16 1.4.6 BEWERTUNGSPRINZIP ..................................................................................................... 16 1.4.6.1 BEWERTUNG DES AUSLEGUNGS-ZUSTANDS ....................................................... 16 1.4.6.2 VERSAGENSBEWERTUNG ................................................................................... 16 1.5 SICHERHEITSFAKTOREN ................................................................................................................. 17 1.5.1 ALLGEMEINES ................................................................................................................. 17 1.5.2 GRUND-SICHERHEITSFAKTOREN ......................................................................................... 18 1.5.3 TEIL-SICHERHEITSFAKTOR FUER GUSSBAUTEILE .................................................................... 18 1.5.4 TEIL-SICHERHEITSSUMMAND FUER NICHTDUKTILE GUSSBAUTEILE ........................................ 18 1.5.5 GESAMT-SICHERHEITSFAKTOR FUER DEN WERKSTOFF .......................................................... 18 1.5.6 SICHERHEITSFAKTOR FUER DIE LAST ................................................................................... 18 1.6 NACHWEIS ................................................................................................................................. 19 1.7 BEISPIEL: FESTIGKEITSBEWERTUNG FUER LAGERBOCK ................................................................... 20 2 ERMUEDUNGSFESTIGKEITSNACHWEIS 25 2.1 ALLGEMEINES .............................................................................................................................. 25 2.2 GELTUNGSBEREICH ....................................................................................................................... 26 2.3 AUFBEREITUNG DER BETRIEBSLASTFOLGE ...................................................................................... 27 2.3.1 DEFINITION DES NACHWEISPUNKTES ................................................................................ 27 2.3.2 STATISTISCHE ABSICHERUNG ............................................................................................ 28 2.3.2.1 ABSICHERUNG MIT STANDARDABWEICHUNG SR .............................................. 28 2.3.2.2 ABSICHERUNG MIT STANDARDABWEICHUNG LSD S ........................................ 29 2.3.2.3 ABSICHERUNG MIT PAUSCHAL WERT BEI UNBEKANNTER STREUUNG .................. 29 2.3.3 UEBERTRAGUNGSFAKTOR C ............................................................................................... 30 2.3.4 LASTFOLGE L FUER DEN ERMUEDUNGSNACHWEIS ................................................................ 30 2.4 SCHAEDIGUNGSPARAMETER P RAM UND P RAJ ............................................................................. 31 2.5 KOMMENTARE ZUR NACHWEISFUEHRUNG MIT P RAM ................................................................... 32 2.5.1 DAS OERTLICHE KONZEPT ............................................................................................... 32 2.5.2 ZUGFESTIGKEIT FUER DEN WERKSTOFF IM BAUTEIL ............................................................. 32 2.5.2.1 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DER ZUGFESTIGKEIT ........................................ 32 2.5.2.2 ABSCHAETZUNG AUS NORM- ODER HALBZEUGWERTEN ..................................... 33 2.5.3 DIE ZYKLISCHE SPANNUNGS-DEHNUNGS-KURVE ............................................................. 36 2.5.3.1 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG ...................................................................... 36 2.5.3.2 RECHNERISCHE ABSCHAETZUNG ...................................................................... 37 2.5.4 BESCHREIBUNG DES WERKSTOFFGEDAECHTNISSES ................................................................. 38 2.5.5 DIE SCHAEDIGUNGSPARAMETERWOEHLERLINIE FUER DEN WERKSTOFF ....................................... 40 2.5.5.1 EXPERIMENTELLE ABSCHAETZUNG .................................................................... 40 2.5.5.2 RECHNERISCHE ABSCHAETZUNG ....................................................................... 42 2.5.6 DIE SCHAEDIGUNGSPARAMETERWOEHLERLINIE FUER DAS BAUTEIL ............................................ 43 2.5.6.1 BERUECKSICHTIGUNG NICHTLOKALER EINFLUSSGROESSEN AUF DIE BAUTEILSCHWINGFE STIGKEIT ......................................................................................................... 44 2.5.6.2 EINFLUSS DER RAUHEIT .................................................................................... 47 2.5.6.3 ABSICHERUNG DER BAUTEIL-WOEHLERLINIE ........................................................ 49 2.5.7 KERBNAEHERUNGSVERFAHREN ............................................................................................ 50 2.5.8 DIE BETRIEBSLAST FOLGE ................................................................................................... 51 2.5.8.1 DER HCM-ALGORITHMUS .............................................................................. 51 2.5.8.2 KLASSIERUNG ................................................................................................... 55 2.5.9 DER SCHAEDIGUNGSPARAMETER P RAM ............................................................................. 57 2.5.10 NACHWEISE ..................................................................................................................... 58 2.5.10.1 DAUERFESTIGKEITSNACHWEIS .......................................................................... 58 2.5.10.2 SCHADENSAKKUMULATIONSRECHNUNG .............................................................. 58 2.5.10.3 BETRIEBSFESTIGKEITSNACHWEIS ....................................................................... 58 2.6 NACHWEISFUEHRUNG MIT P RAM ................................................................................................... 59 2.6.1 NOTWENDIGE EINGABEDATEN ......................................................................................... 59 2.6.2 AUFBEREITUNG DER LAST FOLGE ...................................................................................... 59 2.6.3 AUFBEREITUNG DER ZYKLISCHEN SPANNUNGS-DEHNUNGS-KURVE .................................. 60 2.6.4 RECHNERISCHE ABSCHAETZUNG DER WERKST OFF-WOEHLERLINIE ........................................... 61 2.6.5 ABSCHAETZUNG DER BAUTEIL-WOEHLERLINIE ....................................................................... 62 2.6.5.1 NICHTLOKALE EINFLUSSGROESSEN ....................................................................... 62 2.6.5.2 EINFLUSS DER RAUHEIT ................................................................................... 64 2.6.5.3 ABSICHERUNG DER BAUTEIL-WOEHLERLINIE ....................................................... 64 2.6.5.4 DIE BAUTEIL-WOEHLERLINIE FUER DIE NACHWEISFUEHRUNG ................................... 65 2.6.6 DAS KERBNAEHERUNGSVERFAHREN NACH NEUBER .............................................................. 65 2.6.7 ANWENDUNG DES HYSTERESEZAEHLVERFAHRENS RAINFLOW HCM ..................................... 67 2.6.8 ANWENDUNG DER SCHADENSAKKUMULATIONSRECHNUNG ................................................. 70 2.6.8.1 BERECHNUNG DER SCHAEDIGUNGSWIRKUNG JEDES SCHWINGSPIELS ................... 70 2.6.9 NACHWEIS DER BAUTEILLEBENSDAUER ............................................................................. 71 2.6.9.1 DAUERFESTIGKEITSNACHWEIS .......................................................................... 71 2.6.9.2 BERECHNUNG DER BAUTEILLEBENSDAUER ........................................................ 71 2.6.9.3 BETRIEBSFESTIGKEITSNACHWEIS ....................................................................... 72 2.7 BERECHNUNGSBEISPIELE P RAM ................................................................................................... 73 2.7.1 AKADEMISCHES BEISPIEL ............................................................................................... 74 2.7.1.1 AUFBEREITUNG DER LASTFOLGE ....................................................................... 74 2.7.1.2 AUFBEREITUNG DER ZYKL. SPANNUNGS-DEHNUNGS-KURVE ............................ 74 2.7.1.3 AUFBEREITUNG DER WERKST OFF-WOEHLERLINIE ................................................. 74 2.7.1.4 AUFBEREITUNG DER BAUTEIL-WOEHLERLINIE .................................................... 75 2.7.1.5 DAS KERBNAEHERUNGSVERFAHREN NACH NEUBER ........................................... 75 2.7.1.6 ANWENDUNG DES HYSTERESEZAEHLVERFAHRENS RAINFLOW HCM ...................... 76 2.7.1.7 ANWENDUNG DES SCHADENSAKKUMULATIONSRECHNUNG .................................. 77 2.7.2 WELLE MIT V-KERBE ...................................................................................................... 78 2.7.2.1 AUFBEREITUNG DER LASTFOLGE ....................................................................... 78 2.7.2.2 AUFBEREITUNG DER ZYKL. SPANNUNGS-DEHNUNGS-KURVE ............................ 78 2.7.2.3 AUFBEREITUNG DER WERKSTOFF-WOEHLERLINIE .................................................. 78 2.7.2.4 AUFBEREITUNG DER BAUTEIL-WOEHLERLINIE ..................................................... 79 2.7.2.5 DAS KERBNAEHERUNGSVERFAHREN NACH NEUBER ............................................ 79 2.7.2.6 ANWENDUNG DES HYSTERESEZAEHLVERFAHRENS RAINFLOW HCM ...................... 80 2.7.2.7 ANWENDUNG DES SCHADENSAKKUMULATIONSRECHNUNG .................................. 81 2.8 KOMMENTARE ZUR NACHWEISFUEHRUNG MIT P RAJ .................................................................... 83 2.8.1 DAS OERTLICHE KONZEPT ............................................................................................... 83 2.8.2 ZUGFESTIGKEIT FUER DEN WERKSTOFF IM BAUTEIL ............................................................. 83 2.8.2.1 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DER ZUGFESTIGKEIT ......................................... 83 2.8.2.2 ABSCHAETZUNG AUS NORM- ODER HALBZEUGWERTEN ...................................... 84 2.8.3 DIE ZYKLISCHE SPANNUNGS-DEHNUNGS-KURVE ............................................................. 87 2.8.3.1 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG ....................................................................... 87 2.8.3.2 RECHNERISCHE ABSCHAETZUNG ....................................................................... 88 2.8.4 BESCHREIBUNG DES WERKSTOFFGEDAECHTNISSES ................................................................ 89 2.8.5 DIE SCHAEDIGUNGSPARAMETERWOEHLERLINIE FUER DEN WERKSTOFF ...................................... 91 2.8.5.1 EXPERIMENTELLE ABSCHAETZUNG .................................................................... 91 2.8.5.2 RECHNERISCHE ABSCHAETZUNG ....................................................................... 92 2.8.6 DIE SCHAEDIGUNGSPARAMETERWOEHLERLINIE FUER DAS BAUTEIL ............................................ 93 2.8.6.1 BERUECKSICHTIGUNG NICHTLOKALER EINFLUSSGROESSEN AUF DIE BAUTEILSCHWINGFE STIGKEIT ........................................................................................................ 94 2.8.6.2 EINFLUSS DER RAUIGKEIT ................................................................................ 97 2.8.6.3 ABSICHERUNG DER BAUTEIL-WOEHLERLINIE ....................................................... 99 2.8.7 KERBNAEHERUNGSVERFAHREN ............................................................................................ 100 2.8.8 DIE BETRIEBSLASTFOLGE .................................................................................................. 101 2.8.8.1 DER HCM-ALGORITHMUS ............................................................................. 101 2.8.8.2 KLASSIERUNG .................................................................................................. 104 2.8.9 DER SCHAEDIGUNGSPARAMETER P RAJ ............................................................................. 106 2.8.9.1 BERECHNUNG DER RISSOEFFNUNGSSPANNUNG A OPEN ........................................ 107 2.8.9.2 BERECHNUNG DER FIKTIVEN EINSTUFIGEN RISSOEFFNUNGSDEHNUNG O PEN,EIN * * 108 2.8.9.3 BERECHNUNG DER RISSOEFFNUNGSDEHNUNG E O PEN MIT VORGESCHICHTE ............ 108 2.8.9.4 ANPASSUNG DER DAUERFESTIGKEIT P RAJ , D .................................................... 110 2.8.10 NACHWEISE .................................................................................................................... 110 2.8.10.1 DAUERFESTIGKEITSNACHWEIS ......................................................................... 110 2.8.10.2 SCHADENSAKKUMULATIONSRECHNUNG ............................................................. 110 2.9 NACHWEISFUEHRUNG MIT P RAJ .................................................................................................. 113 2.9.1 NOTWENDIGE EINGABEDATEN ......................................................................................... 113 2.9.2 AUFBEREITUNG DER LASTFOLGE ...................................................................................... 113 2.9.3 AUFBEREITUNG DER ZYKLISCHEN SPANNUNGS-DEHNUNGS-KURVE .................................. 114 2.9.4 RECHNERISCHE ABSCHAETZUNG DER WERKST OFF-WOEHLERLINIE ........................................... 115 2.9.5 ABSCHAETZUNG DER BAUTEIL-WOEHLERLINIE ...................................................................... 116 2.9.5.1 NICHT LOKALE EINFLUSSGROESSEN ........................................................................ 116 2.9.5.2 EINFLUSS DER RAUHEIT ................................................................................... 118 2.9.5.3 ABSICHERUNG DER B AUT EIL-W OEHLER LINIE ........................................................ 118 2.9.5.4 DIE BAUTEIL-WOEHLERLINIE FUER DIE NACHWEISFUEHRUNG ................................... 118 2.9.6 DAS KERBNAEHERUNGSVERFAHREN NACH SEEGER / BESTE ................................................. 119 2.9.7 ANWENDUNG DES HYSTERESEZAEHLVERFAHRENS RAINFLOW HCM ..................................... 122 2.9.8 ANWENDUNG DER SCHADENSAKKUMULATIONSRECHNUNG ................................................. 125 2.9.8.1 BERECHNUNG DER SCHAEDIGUNGSWIRKUNG JEDES SCHWINGSPIELS ..................... 126 2.9.8.2 BERECHNUNG DER BAUTEILLEBENSDAUER ........................................................ 129 2.9.8.3 DAUERFESTIGKEITSNACHWEIS ........................................................................... 131 2.9.8.4 BETRIEBSFESTIGKEITSNACHWEIS ........................................................................ 131 2.10 BERECHNUNGSBEISPIELE P RAJ ................................................................................................... 132 2.10.1 AKADEMISCHES BEISPIEL ................................................................................................ 133 2.10.1.1 AUFBEREITUNG DER LASTFOLGE ........................................................................ 133 2.10.1.2 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DURCHLAUF ................................................................................................. 147 3.2.1.2 2. DURCHLAUF ................................................................................................ 148 3.2.2 BEISPIEL 2 MIT MEMORY 1, 2 UND 3 ............................................................................. 150 3.2.2.1 1. DURCHLAUF ................................................................................................ 150 3.2.2.2 2. 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(FKM) unter der Federführung des Instituts für Stahbau und Werkstoffmechanik (IFSW) der Technischen Universität Darmstadt von Dipl.-Ing. Melanie Fiedler (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Dr.-Ing. Michael Wächter (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal), Dr.-Ing. Igor Varfolomeev (Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Alfons Esderts (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal) und im Arbeitskreis Bauteilfestigkeit unter Fachleuten aus der Industrie und Forschung beraten</subfield></datafield><datafield tag="246" ind1="1" ind2="3"><subfield code="a">FKM-Richtlinie nichtlinear</subfield></datafield><datafield tag="250" ind1=" " ind2=" "><subfield code="a">1. 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title_full Richtlinie Nichtlinear Rechnerischer Festigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens : Für Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Aluminiumknetlegierungen die Richtlinie wurde verfasst im Auftrag des Forschungskuratoriums Maschinebau e.V. (FKM) unter der Federführung des Instituts für Stahbau und Werkstoffmechanik (IFSW) der Technischen Universität Darmstadt von Dipl.-Ing. Melanie Fiedler (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Dr.-Ing. Michael Wächter (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal), Dr.-Ing. Igor Varfolomeev (Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Alfons Esderts (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal) und im Arbeitskreis Bauteilfestigkeit unter Fachleuten aus der Industrie und Forschung beraten
title_fullStr Richtlinie Nichtlinear Rechnerischer Festigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens : Für Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Aluminiumknetlegierungen die Richtlinie wurde verfasst im Auftrag des Forschungskuratoriums Maschinebau e.V. (FKM) unter der Federführung des Instituts für Stahbau und Werkstoffmechanik (IFSW) der Technischen Universität Darmstadt von Dipl.-Ing. Melanie Fiedler (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Dr.-Ing. Michael Wächter (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal), Dr.-Ing. Igor Varfolomeev (Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Alfons Esderts (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal) und im Arbeitskreis Bauteilfestigkeit unter Fachleuten aus der Industrie und Forschung beraten
title_full_unstemmed Richtlinie Nichtlinear Rechnerischer Festigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens : Für Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Aluminiumknetlegierungen die Richtlinie wurde verfasst im Auftrag des Forschungskuratoriums Maschinebau e.V. (FKM) unter der Federführung des Instituts für Stahbau und Werkstoffmechanik (IFSW) der Technischen Universität Darmstadt von Dipl.-Ing. Melanie Fiedler (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Dr.-Ing. Michael Wächter (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal), Dr.-Ing. Igor Varfolomeev (Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald (Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik (IFSW), TU Darmstadt), Prof. Dr.-Ing. Alfons Esderts (Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB), TU Clausthal) und im Arbeitskreis Bauteilfestigkeit unter Fachleuten aus der Industrie und Forschung beraten
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