Seminar

Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile

Veranstaltungsnummer: 02SE034

Mit Teilnahmebescheinigung

  • Alle wichtigen Grundlagen der ­Bruchmechanik und Bewertung der in der Konstruktionsphase angenommenen Fehler
  • Nutzung der Bruchmechanik-Richtlinie während der Herstellung und im Betrieb
  • Auswahl geeigneter zerstörungsfreier Prüfverfahren zur Qualitätskontrolle
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Kommende Termine:

15. – 16. September 2021
Frankfurt am Main

Verfügbar

08. – 09. März 2022
München

Verfügbar

14. – 15. Juli 2022
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Die FKM-Richtlinie „Bruchmechanischer Festigkeits­nachweis für Maschinenbauteile“ ergänzt die FKM-Richtlinie zum konventionellen Festigkeitsnachweis um die Bewertung von Bauteilen mit Fehlern. Mit dieser FKM-Richtlinie sind ­Konstrukteure, Berechnungs- und Betriebsingenieure in der Lage, bruchmechanische Fragestellungen schnell und sicher zu beantworten.

Den Teilnehmern werden Grundlagen der Bruchmechanik, der bruchmechanischen Fehlerbewertung sowie eine systematische Vorgehensweise beim bruchmechanischen Festigkeitsnachweis vermittelt. An mehreren praxisrelevanten Beispielen wird die Anwendung der bruchmechanischen Methoden mit Hilfe der Richtlinie erläutert.

  • In der Konstruktionsphase können angenommene Fehler bewertet werden, um Geometrie, Werkstoff und Herstellungsverfahren zu spezifizieren.
  • Während der Herstellung und im Betrieb kann die Richtlinie benutzt werden, um geeignete ­zerstörungsfreie Prüf­verfahren zur Qualitäts­kontrolle auszuwählen und gegebenenfalls Inspektionsintervalle festzulegen.
  • Werden Fehler während des Betriebs entdeckt, können deren Zulässigkeit sowie Gebrauchs­eignung bewertet werden.
  • Im Schadensfall können mögliche Schadens­ursachen analysiert werden.

Top-Themen

  • Alle wichtigen Grundlagen der ­Bruchmechanik und Bewertung der in der Konstruktionsphase angenommenen Fehler
  • Nutzung der Bruchmechanik-Richtlinie während der Herstellung und im Betrieb
  • Auswahl geeigneter zerstörungsfreier Prüfverfahren zur Qualitätskontrolle
  • Bewertung der Zulässigkeit und Gebrauchseignung von Bauteilen, wenn Fehler ­während des Betriebs entdeckt werden
  • Analyse möglicher Ursachen im Schadensfall

Ablauf des Seminars "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile"

Erfahren Sie im Seminar "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile" mehr zu folgenden Themen:

1. Tag 09:30 bis ca. 18:00 Uhr

2. Tag 08:30 bis ca. 16:00 Uhr

Grundlagen der Bruchmechanik

  • Bruchmechanische Konzepte
  • Rissantrieb für Bauteile mit Fehlern und ­werkstoffspezifischer Risswiderstand
  • Grenzzustände bei statischer und bei zyklischer Belastung
  • Linear-elastische Bruchmechanik
  • Spannungsintensitätsfaktor K, Risszähigkeit Kic
  • Plastische Zone an der Rissspitze
  • J-Integral und CTOD als Rissbeanspruchungsgrößen
  • Werkstoffspezifische Bruchzähigkeitskennwerte
  • Bewertungsdiagramme CDF und FAD

Konzept und Struktur der Richtlinie

  • Richtlinie als Teil des Bauteil-Festigkeits­nachweises
  • Referenzdokumente
  • Aufgabenstellung und Lösungsweg
  • Struktur der Richtlinie

Fehlerzustand und Fehlerersatzmodelle, ­fertigungs- und betriebsbedingte Fehler

  • Auftreten von Fehlern; Fehlerbeschreibung
  • Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
  • Umsetzung von ZfP-Anzeigen in Rissabmessungen
  • Fehlerorientierung, -form und Wechselwirkung

Beanspruchungszustand und Modellbildung

  • Statische Beanspruchung
  • Zyklische Beanspruchung mit konstanter und ­variabler Schwingbreite
  • Eigenspannungen
  • Modellbildung für Bauteil und Riss
  • Beanspruchungsparameter: Spannungsintensitätsfaktor K, FAD-Parameter Kr, Plastifizierungsgrad Lr

Eingangsgröße Werkstoffzustand

  • Mechanisch-technologische Eigenschaften und Einflussfaktoren
  • Bruchmechanische Eigenschaften bei statischer und zyklischer Beanspruchung und Einflussfaktoren
  • Experimentelle Ermittlung

Werkstoffkennwerte der Richtlinie

  • Werkstoffkennwerte für verschiedene Analyseebenen
  • Bruchmechanische Kennwerte bei statischer und zyklischer Beanspruchung
  • Abschätzungen, Mindestwerte

Berechnungsprozeduren bei statischer ­Beanspruchung

  • Fehler im Anfangs- oder Endzustand
  • Berechnungsschritte
  • Berechnung der Beanspruchungsparameter
  • Bewertung im FAD
  • Rissinitiierung und Rissinstabilität

Berechnungsprozeduren bei zyklischer ­Beanspruchung

  • Dauerfestigkeit mit Riss
  • Lebensdauerabschätzung bei Ermüdungsrisswachstum
  • Bruchmechanische Software

Nachweis, weitere Aspekte

  • Ermittlung von Reservefaktoren
  • Sensivitätsanalyse
  • Zulässigkeitsberwertung
  • probabilistische Berechnungen
  • Berücksichtigung von Mixed-Mode und dynamische Beanspruchung sowie Spannungsrisskorrosion
Praxisbeispiele und Übungsblock I
  • Modellbildung Welle,
  • Schadensfall Turbinenwelle
  • Selbständige Bearbeitung von Übungsbeispielen

Finite Elemente in der Bruchmechanik

  • Diskretisierung
  • Rissspitzenelemente
  • J-Integral
  • Schädigungsmodelle

Schweißverbindungen

  • Schweißnaht-Mismatch
  • Gefügeabhängige Werkstoffcharakterisierung und­ Beanspruchungsanalyse
  • Berücksichtigung von Schweißeigenspannungen
  • Fehlerbewertung mit Mismatch-Grenzkurve

Bruchmechanische Software

  • Software für bruchmechanische Anwendungen
  • Berechnungsbeispiele
Praxisbeispiele und Übungsblock II
  • Gebrauchseignung eines geschweißten Rohrs
  • Selbständige Bearbeitung von Übungsbeispielen

Zielgruppe

Das Seminar "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile" richtet sich an Ingenieure und ­Konstrukteure aus den ­Tätigkeitsbereichen:

  • Berechnung, Konstruktion
  • Qualitätssicherung, Schadensanalyse und -bewertung

Wenn Sie Ihr Wissen weiter vertiefen wollen, eignet sich dafür das Seminar "Schweißverbindungen: Festigkeitsnachweis und bruchmechanische Bewertung".

Ihre Referenten für das Seminar "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile":

Dr. Igor Varfolomeev, Geschäftsfeld Bauteilsicherheit und Leichtbau, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, Freiburg

Prof. Dr.-Ing. Brita Pyttel, Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik, Hochschule Darmstadt

Dr.-Ing. Igor Varfolomeev bearbeitet die wissenschaftliche Schwerpunkte: Bruchmechanische Bewertungskonzepte, Versagensbewertung von Werkstoffen und Bauteilen. Dr.-Ing. Igor Varfolomeev ist seit vielen Jahren auf dem Gebiet der bruchmechanischen Bauteilbewertung am Fraunhofer IWM tätig. Er ist einer der Autoren der FKM-Richtlinien „Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile“ und „Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens“. Er ist deutscher Delegierter der IIW-Kommission X „Structural Performance of Welded Joints – Fracture Avoidance“.

Frau Prof. Dr.-Ing. Brita Pyttel lehrt an der Hochschule Darmstadt im Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik. Ihre Forschungsschwerpunkte sind Bruchmechanik, Schwingfestigkeit (bis zu sehr hohen Schwingspielzahlen) und Betriebsfestigkeit. Sie ist eine Mitautorin der FKM-Richtlinie.

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Veranstaltungsnummer: 02SE034

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