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Fakultät Maschinenbau
Resourceneffiziente Lebensdauerprognose

Quantifizierte Bewertung des Einflusses der Beanspruchungsfrequenz auf das Ermüdungsverhalten unlegierter Stähle zur Implementierung in ressourceneffiziente Lebensdauerprognoseverfahren



Für eine zuverlässige Lebensdauerprognose ist es erforderlich, dass umfangreiche Werkstoffinformationen ermittelt werden, die die Mikrostruktur und damit verbundenen Werkstoffmechanismen berücksichtigt. Auf Thermo-/Resistometrie und Magnetik basierende Messverfahren sind dafür prädestiniert, mikrostrukturelle Veränderungen metallischer Werkstoffe in frühen Ermüdungsstadien zu detektieren und einen deutlichen Informationsgewinn gegenüber konventionellen Messungen bereitzustellen. Dies konnte in Forschungsprojekten wissenschaftlich fundiert gezeigt werden, wobei diese Arbeiten auf den HCF Bereich beschränkt sind. Es gilt zu klären, inwieweit dies auf niedrigere Beanspruchungsniveaus und höhere Zyklenzahlen (bis 108) übertragbar ist, da ein Wechsel der Schädigungsmechanismen eintreten kann. Die in Ermüdungsversuchen ermittelten Messverläufe auf Basis optischer Dehnungsmessungen mittels Videoextensometer, Thermo-/Resistometrie und Magnetik, können als Eingangsgrößen in den Lebensdauerprognoseverfahren (LPV) genutzt werden. Die Herausforderung besteht darin, dass die für den HCF Bereich bei Versuchsfrequenzen von 5 Hz etablierten Methoden für hohe Versuchsfrequenzen (bis 260 Hz) und hohe Zyklenzahlen (bis 108) erweitert und mittels konventionell durchgeführter Einstufenversuche (ESV) validiert werden. Insbesondere der Verformungsraten- bzw. Frequenzeinfluss muss berücksichtigt und für den Stahl C45E (1.0503) quantifiziert und mathematisch beschrieben werden.

Projektlaufzeit: 2022 bis 2024