TY - THES

T1 - Planung, Erfassung und Auswertung von Betriebsfestigkeitsversuchen unter Berücksichtigung statistischer Methoden

AU - Ludwig, Christopher

N1 - gesperrt bis null

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Der erste Teil der vorliegenden Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Auswahl und Entwicklung einer geeigneten Datenbank zur Speicherung von Versuchsergebnissen (Bereich low and high cycle fatigue). Dabei wurde besonderer Wert auf die Anforderungen des Lehrstuhls für Allgemeinen Maschinenbau gelegt. Dies ist wichtig, da jedes Jahr hunderte von Werkstoff- und Bauteilversuchen durchgeführt werden und die dabei entstehenden Daten für eine spätere Verwendung intelligent gesichert werden müssen. Die Literaturstudie zeigt, dass eine relationale Datenbank mit drei schichtigem Aufbau (Projekte, Versuchsreihen, Proben) die beste Lösung für den Lehrstuhl darstellt. Es wurde ein Prototyp der gewünschten Datenbank erstellt und zur weiteren Entwicklung an einen externen Spezialisten weitergegeben. Im zweiten Teil der Arbeit wurden mehrere Methoden zur näherungsweisen Bestimmung der Schwingfestigkeit für die spätere Versuchsplanung entwickelt und getestet. Diese Aufgabe bedarf großer Aufmerksamkeit, da sie als Grundlage für die Einteilung der zu prüfenden Lastniveaus dient. Alle Methoden wurden an acht verschiedenen Werkstoffen angewendet. Ein Vergleich der Ergebnisse zeigt, dass die Wahl eines Verfahrens einerseits von der Werkstoffgruppe der vorliegenden Probe und andererseits vom Endergebnis (Dauerfestigkeit oder Dauer- und Zeitfestigkeit) abhängt. Allgemein kann jedoch eine Empfehlung für die FKM und Hück Werkstoffgleichungen, das Locati Verfahren und die Rückrechnungsmethoden aus dem Zeitfestigkeitsbereich mit Ecklastspielzahl nach Radaj gegeben werden. Ein angehängter Leitfaden zur Planung von Wöhlerversuchen, aufbauend auf die beschriebenen Abschätzungsmethoden, soll den Mitarbeitern des Lehrstuhls in Zukunft eine Hilfestellung bei der Versuchsplanung bieten. Der dritte Teil der Diplomarbeit beinhaltet Verbesserungsvorschläge für die derzeit am Lehrstuhl verwendeten Auswertemethoden zur Lokalisierung der Wöhlerlinie. Dabei handelt es sich um die log10 Normalverteilung bzw. graphische Auswertung für den Zeitfestigkeitsbereich und das Arcsin√P bzw. Probit Verfahren für den Dauerfestigkeitsbereich. Es konnte gezeigt werden, dass die verwendeten Schätzgleichungen für die Bruchwahrscheinlichkeit und die Standardabweichung ungenaue Ergebnisse liefern. Um dieses Problem zu lösen wurden neu publizierte Formeln präsentiert und diskutiert.

AB - Der erste Teil der vorliegenden Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Auswahl und Entwicklung einer geeigneten Datenbank zur Speicherung von Versuchsergebnissen (Bereich low and high cycle fatigue). Dabei wurde besonderer Wert auf die Anforderungen des Lehrstuhls für Allgemeinen Maschinenbau gelegt. Dies ist wichtig, da jedes Jahr hunderte von Werkstoff- und Bauteilversuchen durchgeführt werden und die dabei entstehenden Daten für eine spätere Verwendung intelligent gesichert werden müssen. Die Literaturstudie zeigt, dass eine relationale Datenbank mit drei schichtigem Aufbau (Projekte, Versuchsreihen, Proben) die beste Lösung für den Lehrstuhl darstellt. Es wurde ein Prototyp der gewünschten Datenbank erstellt und zur weiteren Entwicklung an einen externen Spezialisten weitergegeben. Im zweiten Teil der Arbeit wurden mehrere Methoden zur näherungsweisen Bestimmung der Schwingfestigkeit für die spätere Versuchsplanung entwickelt und getestet. Diese Aufgabe bedarf großer Aufmerksamkeit, da sie als Grundlage für die Einteilung der zu prüfenden Lastniveaus dient. Alle Methoden wurden an acht verschiedenen Werkstoffen angewendet. Ein Vergleich der Ergebnisse zeigt, dass die Wahl eines Verfahrens einerseits von der Werkstoffgruppe der vorliegenden Probe und andererseits vom Endergebnis (Dauerfestigkeit oder Dauer- und Zeitfestigkeit) abhängt. Allgemein kann jedoch eine Empfehlung für die FKM und Hück Werkstoffgleichungen, das Locati Verfahren und die Rückrechnungsmethoden aus dem Zeitfestigkeitsbereich mit Ecklastspielzahl nach Radaj gegeben werden. Ein angehängter Leitfaden zur Planung von Wöhlerversuchen, aufbauend auf die beschriebenen Abschätzungsmethoden, soll den Mitarbeitern des Lehrstuhls in Zukunft eine Hilfestellung bei der Versuchsplanung bieten. Der dritte Teil der Diplomarbeit beinhaltet Verbesserungsvorschläge für die derzeit am Lehrstuhl verwendeten Auswertemethoden zur Lokalisierung der Wöhlerlinie. Dabei handelt es sich um die log10 Normalverteilung bzw. graphische Auswertung für den Zeitfestigkeitsbereich und das Arcsin√P bzw. Probit Verfahren für den Dauerfestigkeitsbereich. Es konnte gezeigt werden, dass die verwendeten Schätzgleichungen für die Bruchwahrscheinlichkeit und die Standardabweichung ungenaue Ergebnisse liefern. Um dieses Problem zu lösen wurden neu publizierte Formeln präsentiert und diskutiert.

KW - Versuchsdatenbank

KW - Versuchsplanung

KW - Versuchsauswertung

KW - Test Database

KW - Test Planning

KW - Evaluation of Wöhler Tests

M3 - Diplomarbeit

ER -