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Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines
Bemessungskonzeptes für Sicherheitsbauteile im Fahrwerksbereich aus AFP-Stählen.
Der Inhalt eines derartigen Bemessungskonzeptes sind zum Einen Informationen zur Werkstoffqualifizierung der AFP-Stähle hinsichtlich ihres
Betriebsfestigkeitsverhaltens sowie zum Ermüdungsrisswachstum. Hierzu werden an Materialproben
statische und zyklische Werkstoffkennwerte, Betriebsfestigkeitskennwerte und
bruchmechanische Kennwerte ermittelt.
Das bauteilgebundene Werkstoffverhalten unter den im Betrieb zu erwartenden
Belastungen (zyklisch und dynamisch) wird mit zwei Beispielbauteilen (Lenkhebel und Achsschenkel) geprüft. Hierfür werden zyklische Versuche unter konstanten und
variablen Amplituden sowie Impactversuche durchgeführt.
Die aus diesen Ergebnissen ableitbare Übertragung der Werkstoffkennwerte auf das Bauteilverhalten unter den zu erwartenden Betriebsbelastungen stellt den Kern des Bemessungskonzeptes dar. Hierfür wird der Einfluss der Kerbschärfe und der
Mittelspannung auf das Versagensverhalten ebenso einbezogen wie die zu ermittelnde rechnerische Schadenssumme. Die Übertragung der ermittelten bruchmechanischen Kennwerte auf den Rissfortschritt im Bauteil stellt die zweite Arbeitslinie bei der
Bestimmung der Übertragbarkeit Probe-Bauteil dar. Hieraus ableitbare wirtschaftliche Vorteile stellen die Energieersparnis und die damit verbundene CO2-Reduktion bei der Fertigung, gegenüber vergleichbaren Bauteilen aus Vergütungsstahl dar, sowie die daraus resultierenden geringeren Fertigungskosten.
Das
Vorhaben wird durch den Industrieverband Massivumformung e. V. begleitet.
Durchführende Forschungsstellen sind
- Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systenzuverlässigkeit
LBF, Darmstadt
- Institut für Mechanik und Fluiddynamik, Professur für Technische
Mechanik - Festkörpermechanik der Technischen Universität Freiberg
- Fachgebiet Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik der Technischen
Universität Darmstadt
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