Bauteile robust auslegen und effizient erproben
Veranstaltungsnummer: 02SE298
- Statistische Grundlagen der Zuverlässigkeitsmethodik
- Verlässliche Abschätzung von Bauteillebensdauer und Ausfallwahrscheinlichkeit
- Effiziente Methoden der Lebensdauervalidierung zur Bestätigung der rechnerisch abgeschätzten Lebensdauer
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.
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:
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
- 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
- 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
- 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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