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T1 - Virtuelle betriebsfeste Auslegung von Aluminium-Druckgussbauteilen

AU - Oberwinkler, Christian

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist eine verbesserte Methodik zur Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen von Aluminium-Druckgussbauteilen. Berechnungen nach dem Stand der Technik zeigen eine Unterschätzung des Bauteilpotentials um den Faktor 2. Durch das Fehlen adäquater Modelle konnte bisher die inhomogene Porenverteilung im Bauteil nicht mitberücksichtigt werden, wodurch es zu diesen großen Abweichungen kam. Für eine realistische Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen müssen zwei Bereiche betrachtet werden die inhomogene Porenverteilung im Bauteil und der Einfluss dieser Poren auf die Schwingfestigkeit. Auf Basis der systematischen Prüfung von relevanten Einflüssen auf die Schwingfestigkeit einer Aluminium-Druckgusslegierung konnte durch die Analyse der Ergebnisse ein bruchmechanisches Modell abgeleitet werden, das eine Vorhersage der Schwingfestigkeit in Abhängigkeit der Porengröße erlaubt. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Beschreibung der inhomogenen Porenverteilung. Dafür wurde ein empirisches Modell das statistische Porositätsmodell zur Berechnung der Porenverteilung hergeleitet. Dieses Modell erlaubt es, aus den Resultaten der Gießsimulation und den Prozessparametern die Porenverteilung im Bauteil zu ermitteln, wodurch diese bei der Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen mitberücksichtigt werden kann. Durch die Kombination der beiden Modelle dem bruchmechanischen Werkstoffmodell und dem statistischen Porositätsmodell kann der Einfluss der inhomogenen Porenverteilung im Bauteil bei der Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen berücksichtigt werden.

AB - Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist eine verbesserte Methodik zur Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen von Aluminium-Druckgussbauteilen. Berechnungen nach dem Stand der Technik zeigen eine Unterschätzung des Bauteilpotentials um den Faktor 2. Durch das Fehlen adäquater Modelle konnte bisher die inhomogene Porenverteilung im Bauteil nicht mitberücksichtigt werden, wodurch es zu diesen großen Abweichungen kam. Für eine realistische Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen müssen zwei Bereiche betrachtet werden die inhomogene Porenverteilung im Bauteil und der Einfluss dieser Poren auf die Schwingfestigkeit. Auf Basis der systematischen Prüfung von relevanten Einflüssen auf die Schwingfestigkeit einer Aluminium-Druckgusslegierung konnte durch die Analyse der Ergebnisse ein bruchmechanisches Modell abgeleitet werden, das eine Vorhersage der Schwingfestigkeit in Abhängigkeit der Porengröße erlaubt. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Beschreibung der inhomogenen Porenverteilung. Dafür wurde ein empirisches Modell das statistische Porositätsmodell zur Berechnung der Porenverteilung hergeleitet. Dieses Modell erlaubt es, aus den Resultaten der Gießsimulation und den Prozessparametern die Porenverteilung im Bauteil zu ermitteln, wodurch diese bei der Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen mitberücksichtigt werden kann. Durch die Kombination der beiden Modelle dem bruchmechanischen Werkstoffmodell und dem statistischen Porositätsmodell kann der Einfluss der inhomogenen Porenverteilung im Bauteil bei der Berechnung der Sicherheit gegen zyklisches Versagen berücksichtigt werden.

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M3 - Dissertation

ER -