Seminar

Bauteile robust auslegen und effizient erproben – Rechenmodelle für Ingenieure

Bauteile robust auslegen und effizient erproben

Im Seminar „Bauteile robust auslegen und effizient erproben“ lernen Sie statistische Grundlagen der Zuverlässigkeitsmethodik kennen, mit deren Hilfe Sie die Lebensdauer von Bauteilen auf die geplante Einsatzzeit auslegen können. Sie erfahren zudem, wie Sie die Bauteillebensdauer und Ausfallwahrscheinlichkeit einschätzen und die rechnerisch abgeschätzte Lebensdauer mit Methoden der Lebensdauervalidierung bestätigen. Als besonderes Plus erhalten Sie als Teilnehmer zu allen Übungen Excel-Tools, die Sie in der beruflichen Praxis anwenden können. Nach Abschluss des Seminars stellt Ihnen der VDI ein Teilnehmerzertifikat aus.

Erweitern Sie Ihr Wissen für die wirtschaftliche Dimensionierung

Die wirtschaftliche Dimensionierung von Bauteilen muss möglichst zuverlässig sein, um das unternehmerische Risiko gering zu halten. Ingenieure sollten daher auf 2 Säulen setzen, wenn sie die voraussichtliche Lebensdauer von Bauteilen ermitteln. Auf der einen Seite steht die Zuverlässigkeitsmethodik, auf der anderen Seite die Lebensdauerversuche, die richtig angelegt und ausgewertet werden müssen.

Nach dem 2-tägigen Seminar haben Sie Folgendes gelernt:

  • Sie kennen die statistischen Grundlagen der Zuverlässigkeitsmethodik, wozu auch die wichtigsten Lebensdauerverteilungen, wie Weibull und Normalverteilung gehören.
  • Sie wissen, wie Sie die Lebensdauer und die Ausfallwahrscheinlichkeit von Bauteilen mit rechnerischen Methoden richtig abschätzen.
  • Sie können die Bauteilgrenzen durch Versuche ermitteln.
  • Sie können Versuche korrekt auslegen, um die rechnerisch abgeschätzte Lebensdauer zu bestätigen.
  • Sie haben neue Methoden kennengelernt, um Versuche auszuwerten und richtig zu interpretieren.
  • Sie sind in der Lage, Bauteile hinsichtlich ihrer Lebensdauer gegenüber den Belastungen im Feld sicher auszulegen.

Die Referenten stellen Ihnen auch wichtige Literatur vor. Darüber hinaus wissen Sie nach der Weiterbildung, welche Software Sie wie unterstützt. Die Referenten stellen alle Lösungswege in der Weiterbildung herstellerneutral vor.

Die Weiterbildung „Bauteile robust auslegen und effizient erproben“ ist so angelegt, dass Sie alle theoretischen Inhalte in Kleingruppen bei praktischen Übungen vertiefen. Zu jeder Übung bekommen Sie Excel-Tools, die Ihnen im Berufsalltag weiterhelfen.

Die Inhalte des Seminars „Bauteile robust auslegen und effizient erproben“

Das sind die detaillierten Inhalte der Weiterbildung:

Programm als PDF zum Ausdrucken herunterladen

Programmablauf

1. Tag 10:00 Uhr bis ca. 18:00 Uhr   
2. Tag 08:30 Uhr bis ca. 16:30 Uhr                                           

Grundlagen und Definitionen der Zuverlässigkeitsmethodik

  • Grundlagen der typische Lebensdauerverteilungen
    • Normalverteilung
    • Weibullverteilung
    • Exponentialverteilung
  • Ausfallwahrscheinlichkeiten und Zuverlässigkeiten
  • Definitionen: B10, Ausfallarten
    • Bruch
    • Alterung
    • Verschleiss
    • Zufallsausfälle
  • Beispiele ausfallspezifischer Verteilungen werden aufgezeigt und diskutiert
  • Möglichkeiten der Kombination der oben genannten Verteilungen werden behandelt
  • Ermittlung der Systemzuverlässigkeit durch Überlagerung der Bauteilzuverlässigkeiten
  • Vorstellung wichtiger Literatur und marktüblicher Softwarelösungen

Versuchsauswertung/-planung

Anwendung der Grundlagen für betriebliche Fragestellungen (anhand ausgewählter Beispiele), um Versuche selbständig planen, auswerten und interpretieren zu können:

  • 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

Die Teilnehmer

  • werten reale Versuchsdaten aus
  • identifizieren deren Verteilung
  • bestimmen die Vertrauensbereiche
  • und tragen diese in Wahrscheinlichkeitsnetzen auf.

Zudem ermitteln Sie den notwendigen Stichprobenumfang für eine Validierung und berechnen die Systemzuverlässigkeit.

Bauteil-Beanspruchbarkeiten (Lebensdauergrenzen) versuchstechnisch ermitteln

Die Beanspruchbarkeiten der Bauteile (Lebensdauergrenzen) werden anhand verschiedener Lebensdauermodelle dargestellt und typischen Anwendungsfälle zugeordnet

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

Für die Auswertungen der Versuchsdaten werden die folgenden statistischen Grundlagen gelegt

  • Regressionsmethoden
  • Lasthorizontverschiebung und Verteilungsbestimmung
  • Übertragung auf andere Ausfallwahrscheinlichkeiten

Praxis-Übung

Die Teilnehmer

  • lernen die Zuordung von Lebensdauermodellen an typischen Anwendungsfällen kennen
  • schätzen Wöhlerlinien rechnerisch ab
  • werten Lebensdauerversuche aus
  • bewerten Ausfallwahrscheinlichkeiten

Bauteilbelastungen/-beanspruchungen

Den kennengelernten Lebensdauermodellen werden typische Beanspruchungen zugeordnet:

  • Diskussion des Einflusses von …
    • Temperaturen
    • mechanischen Spannungen
    … auf die Lebensdauer der Bauteile
  • Die typischen Klassierungsmethoden (Rainflow, Momentanwertmethode) werden vorgestellt und unter Betrachtung verschiedener Use Cases (bestimmungsgemäßer Gebrauch, Worst Case) Lastkollektive erstellt

Zuverlässigkeitsgestaltung auf Basis qualitativer Methoden

Mit Hilfe der qualitativen Methoden können potenzielle Schwachstellen bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess gefunden und priorisiert werden:

  • Fehlervermeidung mittels FMEA
  • Fokussierung auf relevante Schwachstellen durch eine
    Zuverlässigkeitsmatrix

Zuverlässigkeitsgestaltung auf Basis quantitativer Methoden

Die mittels qualitativer Methoden gefundenen potenziellen Schwachstellen lassen sich mit den quantitativen Methoden 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 durchführen

Um die Lebensdauer experimentell zu überprüfen oder um Erprobungsstrategien auszulegen, werden folgende Testverfahren diskutiert:

  • Typischen Testverfahren und Raffungsmodelle
    • Raffung anhand der Lebensdauermodelle, z.B. Wöhlerlinien
    • 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

Die Teilnehmer

  • erstellen selbständig Lastkollektive
  • führen eine rechnerische Lebensdauerabschätzung durch Schadensakkumulation durch
  • leiten ein Testprofil für das Versuchsfeld ab

Ihr Plus:

Sie erhalten zu allen Übungen jeweils Excel-Tools, die in der beruflichen Praxis anwendbar sind.

Alle Teilnehmer erhalten ein Handbuch mit den im Seminar vermittelten Inhalten sowie ein VDI-Teilnehmerzertifikat.

Für wen empfiehlt sich das Seminar?

Dieses Seminar ist vor allem für Ingenieure interessant, die Bauteile und Maschinen auslegen und erproben oder Versuchsdaten interpretieren. Es ist grundsätzlich gut geeignet für Fach- und Führungskräfte aus den Bereichen:

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

Sie können diese Weiterbildung auch als interne Veranstaltung buchen.

Referenten aus der Praxis der Zuverlässigkeitsberechnung

Dr.-Ing. Stefan Einbock hat im Fachgebiet Betriebsfestigkeit promoviert. Derzeit arbeitet er bei der Robert Bosch GmbH. Er verantwortet dort die Zuverlässigkeitsgestaltung. Der Co-Referent Herr Dr. rer. nat. Thomas Bublat ist ebenfalls in der Zuverlässigkeitsgestaltung und -validierung der Elektromotoren bei Bosch beschäftigt.

Melden Sie sich jetzt an für das Seminar

Sie möchten die rechnerischen Methoden beherrschen, um die Lebensdauer von Bauteilen möglichst genau bestimmen zu können? Sie wollen erfahren, wie sich die theoretisch ermittelten Daten durch effiziente Versuche praktisch bestätigen lassen? Dann buchen Sie jetzt die Weiterbildung „Bauteile robust auslegen und effizient erproben“.

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25.10 - 26.10.2016 München verfügbar 1590 €
27.04 - 28.04.2017 Frankfurt am Main verfügbar 1590 €
26.10 - 27.10.2017 Stuttgart verfügbar 1590 €

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