Seminar

Betriebsfestigkeitsberechnung

Veranstaltungsnummer: 02SE038

Mit Teilnahmebescheinigung

  • Lebensdauerbewertung von Bauteilen: Ruhende Beanspruchung, Schwingungsbeanspruchung und Mehrstufen-Schwingbeanspruchung
  • Nachweisführung der Dauerschwingfestigkeit
  • Betriebsfestigkeitsberechnung: Rechnerische Abschätzung von Bauteilwöhlerlinien
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Kommende Termine:

05. – 07. Januar 2022
Neuss

Verfügbar

18. – 20. Mai 2022
Frankfurt am Main

Verfügbar

12. – 14. Oktober 2022
München

Verfügbar

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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 Lehrgangs "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"

Erfahren Sie 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)

Ruhende Beanspruchungen

  • Beanspruchungsarten; Kerbwirkung und Stützeffekt
  • Überelastische Beanspruchungen
  • Bauteilfließkurve
Anwendungsbeispiel: Lasche mit Langloch

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
Anwendungsbeispiel: Lasche mit Langloch
  • Hauptsächliche Einflüsse auf die Schwingfestigkeit
  • Schwingfestigkeitskonzepte: Kerbgrund und Nennspannung

Dauerschwingfestigkeitsnachweis

  • Festigkeitshypothesen und Werkstoffverhalten bei
    mehrachsigen Schwingbeanspruchungen
  • Dauerschwingfestigkeitsnachweis
  • Dauerfestigkeitsschaubild, Zeitfestigkeitsschaubild
  • Statistische Streuung von Dauerschwingfestigkeitswerten
Anwendungsbeispiel: Wellenabsatz mit Freistich

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 Ingenieure und Konstrukteure aus den Tätigkeitsbereichen:

  • Projektierung
  • Konstruktion und Entwicklung
  • Berechnung

Das Seminar (inkl. Workshop) ist besonders für Konstruktionsingenieure bestimmt, die Bauteile und Maschinensysteme für unregelmäßige mechanische oder thermische Belastungen gestalten und konstruieren.

Sie möchten noch mehr ins Detail gehen und sicher Fehler bewerten können, die während des Betriebs entstehen? Dann empfehlen wir Ihnen zusätzlich das Seminar "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile".

Ihr 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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