Seminar

Bauteile robust auslegen und effizient erproben

mit Teilnahmebescheinigung

Bauteile robust auslegen und effizient erproben

Die wirtschaftliche Dimensionierung von Bauteilen erfordert Zuverlässigkeitsmethoden, mit denen die Bauteil-Lebensdauer auf ihre geplante Einsatzzeit ausgelegt werden kann. Zusätzlich müssen effiziente Methoden der Lebensdauervalidierung die recherisch abgeschätzte Lebensdauer bestätigen. In diesem Seminar werden die qualitativen und quantitativen Methoden der Zuverlässigkeitsgestaltung und -validierung behandelt.

Das Seminar vermittelt eine auf die praktische Anwendung hin orientierte Einführung in die Methoden der robusten Bauteilauslegung.

  • Nach der Weiterbildung kennen Sie die wichtigsten Methoden zur Zuverlässigkeitsauslegung von Bauteilen und wissen, welche Software Sie wie unterstützen kann. Die Lösungswege in diesem Seminar werden dabei softwareneutral vorgestellt.
  • Sie können Ihre Lebensdauerversuche richtig planen, auswerten und interpretieren. Dabei berücksichtigen Sie die Bauteilgrenzen typischer Anwendungsfälle und stellen diese den Bauteilbelastungen gegenüber.
  • Sie wissen, wie Sie die Lebensdauer von Baugruppen bewerten können.

Die in den Theorieteilen behandelten Themen werden durch praktische Übungen in Kleingruppen angewendet und vertieft.

Das Seminar kann auch im Rahmen des Lehrgangs "Fachingenieur Additive Fertigung VDI" als Wahlpflichtmodul belegt werden.

Top Themen

  • Statistische Grundlagen der Zuverlässigkeitsmethodik
  • Verlässliche Abschätzung von Bauteillebensdauer und Ausfallwahrscheinlichkeit
  • Effiziente Methoden der Lebensdauervalidierung zur Bestätigung der rechnerisch abgeschätzten Lebensdauer
  • Praxisorientierte Ermittlung der Bauteilgrenzen durch geeignete Versuche
  • Auswertung und richtige Interpretation Ihrer Versuchsdaten
  • Sichere und robuste Bauteilauslegung bezüglich ihrer Lebensdauer gegenüber den Belastungen im Feld

Ablauf des Seminars "Bauteile robust auslegen und effizient erproben"

Erfahren Sie im Seminar "Bauteile robust auslegen und effizient erproben" mehr zu folgenden Themen:

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Programmablauf

Grundlagen und Definitionen der Zuverlässigkeitsmethodik

  • Grundlagen der typische Lebensdauerverteilungen: Normal-, Weibull- und Exponentialverteilung
  • Ausfallwahrscheinlichkeiten und Zuverlässigkeiten
  • Definitionen: B10, Ausfallarten (Bruch, Alterung, Verschleiss, Zufallsausfälle)
  • Beispiele ausfallspezifischer Verteilungen
  • Möglichkeiten der Kombination der Verteilungen
  • Ermittlung der Systemzuverlässigkeit durch Überlagerung der Bauteilzuverlässigkeiten
  • Vorstellung wichtiger Literatur und marktüblicher Softwarelösungen

Versuche selbständig planen, auswerten und interpretieren

  • Wahrscheinlichkeitsnetze erstellen und beurteilen
  • Vertrauensbereiche darstellen
  • Aussagewahrscheinlichkeit von Versuchen ermitteln
  • Festlegen des erforderlichen Stichprobenumfangs mittels
    Larson Nomogramm
  • Einfluss Anzahl der Prüflinge
  • Erprobungsdauer bewerten und nutzen

Praxis-Übung als Ausgangspunkt für die betriebliche Anwendung

  • Auswertung reale Versuchsdaten
  • Identifizierung der Verteilung
  • Bestimmung der Vertrauensbereiche
  • Auftragen in Wahrscheinlichkeitsnetzen
  • Notwendiger Stichprobenumfang für Validierung
  • Berechnung der Systemzuverlässigkeit

Bauteil-Beanspruchbarkeiten (Lebensdauergrenzen) versuchstechnisch ermitteln

  • Folgende Lebensdauermodelle lernen Sie kennen:
  • Arrhenius, Wöhlerlinien, Coffin-Manson und Norris-Landzberg
  • Typische Literaturwerte für die Lebensdauermodelle zur rechnerischen Abschätzung

Für die Auswertungen der Versuchsdaten werden die folgenden statistischen Grundlagen gelegt

  • Regressionsmethoden
  • Lasthorizontverschiebung und Verteilungsbestimmung
  • Übertragung auf andere Ausfallwahrscheinlichkeiten

Praxis-Übung:

  • Zuordnung von Lebensdauermodellen anhand typischer
    Anwendungsfälle
  • Rechnerische Abschätzung der Wöhlerlinien
  • Auswertung der Lebensdauerversuche
  • Bewertung der Ausfallwahrscheinlichkeiten

Bauteilbelastungen/-beanspruchungen

  • Einfluss von Temperaturen und mechanischen Spannungen auf die Lebensdauer der Bauteile
  • Klassierungsmethoden (Rainflow, Momentanwertmethode)
  • Erstellung von Lastkollektiven unter Betrachtung verschiedener Use Cases (bestimmungsgemäßer Gebrauch, Worst Case)

Zuverlässigkeitsgestaltung auf Basis qualitativer

  • Methoden: Potenzielle Schwachstellen frühzeitig aufdecken
  • Fehlervermeidung mittels FMEA
  • Fokussierung auf relevante Schwachstellen durch eine
    Zuverlässigkeitsmatrix

Zuverlässigkeitsgestaltung auf Basis quantitativer Methoden: Potenzielle Schwachstellen bewerten

  • Die lineare Schadensakkumulation als Methode zur Beurteilung der Einflüsse beliebiger Lastkollektive auf die Bauteillebensdauer
  • Aufzeigen verschiedener Auslegungskonzepte, u.a. Fail Safe und die schadenstolerante Auslegung von Bauteilen
  • Typische Sicherheiten: Anzusetzende Sicherheitsfaktoren

Zuverlässigkeitsvalidierung experimentell durchführen

  • Typischen Testverfahren und Raffungsmodelle
  • Raffung anhand der Lebensdauermodelle
  • HALT (schrittweise Laststeigerung während des Test)
  • Step Stress (Laststeigerung nach jedem Ausfall)
  • Sudden Death (Berücksichtigung unvollständiger Stichproben, d.h. noch nicht ausgefallener Beuteile)
  • Gängige Erprobungsstrategien um Bauteile auszulegen:
  • Kostenoptimal
  • Sicherheitsoptimal

Praxis-Übung:

  • Erstellen von Lastkollektiven
  • Durchführung der rechnerischen Lebensdauerabschätzung durch Schadensakkumulation
  • Ableiten eines Testprofils für das Versuchsfeld

Zielgruppe

Das Seminar "Bauteile robust auslegen und effizient erproben" richtet sich an Fach- und Führungskräfte aus den Tätigkeitsbereichen:

  • Projektierung
  • Konstruktion und Entwicklung
  • Berechnung
  • Versuch/Erprobung

Ihre Referenten für das Seminar "Bauteile robust auslegen und effizient erproben":

Dr.-Ing. Stefan Einbock und Dr. rer. nat. Thomas Bublat, beide: Robort Bosch GmbH, Ludwigsburg

Hr. Einbock studierte allgemeinen Maschinenbau an der Hochschule Esslingen und schloss an der TU Dresden seine Promotion im Fachgebiet der Betriebsfestigkeit ab. Er war zunächst in der Generatorenentwicklung bei der Robert Bosch GmbH tätig und arbeitete dort als Ingenieur in den Bereichen der FEM, Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit. Er wechselte als Gruppenleiter in den Bereich der Entwicklung der Elektromotoren für Elektrofahrzeuge und verantwortet hier die Zuverlässigkeitsgestaltung und Lebensdauerauslegung der Elektromotoren.

Thomas Bublat war nach seinem Studium an der Universität Stuttgart am Max-Planck-Institut für Metallforschung tätig und arbeitete dort an seinem Promotionsthema „Hartmagnetischen Nanostrukturen“. Seitdem ist Hr. Bublat in der Elektromotorenentwicklung bei der Robert Bosch GmbH tätig und arbeitet dort an der Zuverlässigkeitsgestaltung und -validierung der Elektromotoren.

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Veranstaltungsnummer : 02SE298

Bauteile robust auslegen und effizient erproben

Stuttgart,

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70567 Stuttgart
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Nürnberg,

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90402 Nürnberg
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