Betriebsfestigkeitsmodell von Bauteilen unter komplexen Beanspruchungen
Research output: Thesis › Doctoral Thesis
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2012. 128 p.
Research output: Thesis › Doctoral Thesis
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T1 - Betriebsfestigkeitsmodell von Bauteilen unter komplexen Beanspruchungen
AU - Christiner, Thomas Karl
N1 - gesperrt bis 16-05-2017
PY - 2012
Y1 - 2012
N2 - Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer Analysemethodik der Betriebsfestigkeit komplex beanspruchter Bauteile. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Untersuchung der Schwingfestigkeit und der Kontaktflächenermüdung eines höchstfesten CrNi-Stahls. Es wurden dynamische und statische Werkstoffkennwerte dieses Maraging Stahls sowohl durch klassische Festigkeitsversuche als auch durch spezifische Frettingversuche ermittelt. Zur Bauteilanalyse wurden neben Versuchen, klassische analytische Berechnungsmethoden und numerische Finite Elemente Methoden herangezogen. Es konnte ein signifikanter Abfall der Schwingfestigkeit unter Frettingbeanspruchung gegenüber der Schwingfestigkeit bei freier unbelasteter Oberfläche festgestellt werden. Dieser Abfall wird durch zwei unterschiedliche Mechanismen getrieben. Diese Mechanismen sind zum einen durch die Mehrachsigkeit des Belastungszustands, zum anderen durch die fortschreitende Oberflächenzerrüttung in der Kontaktzone bedingt. Zur Identifikation schützender Maßnahmen wurden Paarungen unterschiedlicher Oberflächenzustände der Kontaktflächen analysiert. Diese Betrachtungen wurden vorwiegend durch tribologische Untersuchungen, die aus Analyse der Entwicklung der Reibkoeffizienten µ und einer an den Versuch anschließenden Fraktographie bestehen, durchgeführt. Es konnte eine geeignete Beschichtungspaarung identifiziert und somit Abhilfemaßnahmen definiert werden.
AB - Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer Analysemethodik der Betriebsfestigkeit komplex beanspruchter Bauteile. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Untersuchung der Schwingfestigkeit und der Kontaktflächenermüdung eines höchstfesten CrNi-Stahls. Es wurden dynamische und statische Werkstoffkennwerte dieses Maraging Stahls sowohl durch klassische Festigkeitsversuche als auch durch spezifische Frettingversuche ermittelt. Zur Bauteilanalyse wurden neben Versuchen, klassische analytische Berechnungsmethoden und numerische Finite Elemente Methoden herangezogen. Es konnte ein signifikanter Abfall der Schwingfestigkeit unter Frettingbeanspruchung gegenüber der Schwingfestigkeit bei freier unbelasteter Oberfläche festgestellt werden. Dieser Abfall wird durch zwei unterschiedliche Mechanismen getrieben. Diese Mechanismen sind zum einen durch die Mehrachsigkeit des Belastungszustands, zum anderen durch die fortschreitende Oberflächenzerrüttung in der Kontaktzone bedingt. Zur Identifikation schützender Maßnahmen wurden Paarungen unterschiedlicher Oberflächenzustände der Kontaktflächen analysiert. Diese Betrachtungen wurden vorwiegend durch tribologische Untersuchungen, die aus Analyse der Entwicklung der Reibkoeffizienten µ und einer an den Versuch anschließenden Fraktographie bestehen, durchgeführt. Es konnte eine geeignete Beschichtungspaarung identifiziert und somit Abhilfemaßnahmen definiert werden.
KW - fatigue strength
KW - fretting
KW - numerical simulation (FEM)
KW - apparatus engineering
KW - lifetime estimation
KW - fatigue
KW - Betriebsfestigkeit
KW - Fretting
KW - Numerische Simulation (FEM)
KW - Apparatebau
KW - Lebensdauervorhersage
KW - Ermüdung
M3 - Dissertation
ER -