Veranstaltungsnummer: 02SE038
- Lebensdauerbewertung von Bauteilen: Ruhende Beanspruchung, Schwingungsbeanspruchung und Mehrstufen-Schwingbeanspruchung
- Nachweisführung der Dauerschwingfestigkeit
- Betriebsfestigkeitsberechnung: Rechnerische Abschätzung von Bauteilwöhlerlinien
Die wirtschaftliche Dimensionierung von Bauteilen erfordert Berechnungsmethoden, mit denen die Lebensdauer auf ihre geplante Einsatzzeit abgestimmt werden kann. Für Großbauteile, an denen Betriebsfestigkeitsversuche nicht möglich sind, ist die Betriebsfestigkeitsberechnung die einzige Möglichkeit zur materialsparenden und wirtschaftlichen Dimensionierung.
Das Seminar
- vermittelt eine Einführung in die Betriebsfestigkeitsberechnung,
- informiert anwendungsgerecht über die Verfahren und Methoden, u.a. schwingender Festigkeitsnachweis im Bereich des High und Low Cycle Fatigue, statischer Festigkeitsnachweis, Lebensdauerberechnung,
- gibt Hilfestellung bei der Auswahl eines geeigneten Verfahrens für praktische Probleme, z. B. rechnerische Abschätzung von Wöhlerlinien, Schadensakkumulation, Bewertung von FE-Ergebnissen
- und ergänzt die vorgestellten Berechnungsmethoden durch ausführliche Berechnungsbeispiele.
Die Themen werden anhand von praxisrelevanten Beispielen in Übungen im Rahmen eines Workshops am dritten Tag vertieft.
Das Seminar kann auch im Rahmen des Zertifikatslehrgangs Versuchsingenieur VDI als Wahlpflichtmodul belegt werden.
Top-Themen
- Lebensdauerbewertung von Bauteilen: Ruhende Beanspruchung, Schwingungsbeanspruchung und Mehrstufen-Schwingbeanspruchung
- Nachweisführung der Dauerschwingfestigkeit
- Betriebsfestigkeitsberechnung: Rechnerische Abschätzung von Bauteilwöhlerlinien
- Berechnung der Bauteillebensdauer mittels Schadensakkumulation
- Rechnerische Ermittlung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen
Ablauf des Seminars "Betriebsfestigkeitsberechnung"
Erfahre im Seminar "Betriebsfestigkeitsberechnung" mehr zu folgenden Themen:
1. Tag 09:30 bis ca. 18:00 Uhr
2. Tag 08:30 bis ca. 16:00 Uhr
3. Tag 08:30 bis ca. 16:00 Uhr (Workshop)
3. Tag 08:30 bis ca. 16:00 Uhr (Workshop)
Ruhende Beanspruchungen
- Beanspruchungsarten; Kerbwirkung und Stützeffekt
- Überelastische Beanspruchungen
- Bauteilfließkurve
Tragfähigkeitsverhalten bei erhöhten Temperaturen
- Zeitabhängigkeit von Festigkeitswerten; Kriechen
- Zeitstandfestigkeitsnachweis bei konstanten Temperaturen
- Zeitstandfestigkeitsnachweis bei wechselnden Temperaturen und/oder Beanspruchungen
Einstufen-Schwingbeanspruchungen
- Periodische Schwingbeanspruchung
- Wöhlerlinien und Wöhlerliniendarstellungen
- Wechselverformungsverhalten
- Hauptsächliche Einflüsse auf die Schwingfestigkeit
- Schwingfestigkeitskonzepte: Kerbgrund und Nennspannung
Dauerschwingfestigkeitsnachweis
- Festigkeitshypothesen und Werkstoffverhalten bei
mehrachsigen Schwingbeanspruchungen - Dauerschwingfestigkeitsnachweis
- Dauerfestigkeitsschaubild, Zeitfestigkeitsschaubild
- Statistische Streuung von Dauerschwingfestigkeitswerten
Mehrstufen-Schwingbeanspruchungen
- Statistische Grundbegriffe
- Klassierungsverfahren mit ein- und zweiparametriger Zählung
- Weiterverarbeitung klassierter Beanspruchungsdaten
- Extrapolieren von gemessenen Kollektiven, Standardkollektive
Schadensakkumulation und Lebensdauerabschätzung
- Modelle zur Schadensakkumulation bei schwingenden
Beanspruchungen - Lebensdauerlinien
- Schadensakkumulation bei überlagerten mechanischen und thermischen Beanspruchungen
- Berücksichtigung statistischer Streuungen bei der Lebensdauerabschätzung
Regelwerke und Software zum Ermüdungsfestigkeitsnachweis
- FKM-Richtlinie 183
- DIN 743 Entwurf: Tragfähigkeit von Wellen und Achsen
- Weitere Regelwerke mit Bezug zur Betriebsfestigkeit
- Betriebsfestigkeits-Software
Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen
- Beschreibung des Schwingfestigkeitsverhaltens
- Kerbwirkung, Kerbfallklassierung in Vorschriftensystemen
- Klassierung bzw. Normierung von Belastungskollektiven
- Einflussgrößen auf Schwingfestigkeit
Ermüdungsbewertung von Finite-Elemente-Ergebnissen
- Plastische Stützwirkung bei linear-elastischer FE-Rechnung
- Dynamische Stützwirkung im Dauerfestigkeitsnachweis
- LCF-Nachweis bei linear-elastischer und elastisch-plastischer FE-Rechnung
- Festigkeitsnachweis nach FKM-Richtlinie 183
Übungen im Workshop (3. Tag):
Die praxisnahen Beispiele vermitteln den Teilnehmern anhand überschaubarer Fragestellungen Sicherheit in der Anwendung der kennengelernten Methoden der Betriebsfestigkeitsberechnung.
Die Praxisbeispiele dienen als Ausgangspunkt für betriebliche Anwendungen:
- Anwendungen des Kerbgrund-Konzepts auf Auslegungen mit Nennspannungen und örtlich elastischen Spannungen (FEM)
- Zeitstandfestigkeitsnachweis bei ruhenden und
quasi-stationären Beanspruchungen - Anwendung des Kerbgrund-Konzepts auf Auslegungen mit Nennspannungen und örtlich elastischen Spannungen (FEM) bei LCF-Beanspruchungen
- Abschätzung von Wöhlerlinien und Bauteilwöhlerlinien
- Dauerschwingfestigkeitsnachweise nach überschlägigen Auslegungen, DIN 734 und FKM 183 anhand von Nennspannungen und örtlich elastischen Spannungen (FEM)
- Aufbereitung ber Lastfolgen bei mehrstufigen Schwingbeanspruchungen (Klassierung und Extrapolation)
- Ermüdungsbewertung von Finite-Elemente-Ergebnissen bei
linear-elastischer und elastisch-plastischer Berechnung.
Es werden keine speziellen Software-Kenntnisse benötigt, die erforderlichen Ergebnisse der FE-Rechnungen werden bereitgestellt.
Zielgruppe
Das Seminar "Betriebsfestigkeitsberechnung" richtet sich an Ingenieur*innen und Konstrukteur*innen aus den Tätigkeitsbereichen:
- Projektierung
- Konstruktion und Entwicklung
- Berechnung
Das Seminar (inkl. Workshop) ist besonders für Konstruktionsingenieur*innen bestimmt, die Bauteile und Maschinensysteme für unregelmäßige mechanische oder thermische Belastungen gestalten und konstruieren.
Du möchtest noch mehr ins Detail gehen und sicher Fehler bewerten können, die während des Betriebs entstehen? Dann empfehlen wir dir zusätzlich das Seminar "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile".
Dein Referent für das Seminar "Betriebsfestigkeitsberechnung":
Dr.-Ing. Stefan Einbock, Robert Bosch GmbH, Ludwigsburg
Herr Dr. 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 verantwortete hier die Zuverlässigkeitsgestaltung und Lebensdauerauslegung der Elektromotoren. Heute ist er Leiter des Kompetenzzentrums zur Zuverlässigkeit von Bauteilen und Maschinenelementen. Parallel führt Herr Dr. Einbock seit 2010 Seminare zum Thema Betriebsfestigkeit durch.
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