Mittelspannungseinfluss bei Strukturen aus umgeformtem Blech: Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Zenner zum 70. Geburtstag gewidmet

Rainer Masendorf; Christoph Marquardt; Karsten Nikkel

doi:10.3139/120.100903

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Mittelspannungseinfluss bei Strukturen aus umgeformtem Blech

Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Zenner zum 70. Geburtstag gewidmet

Rainer Masendorf , Christoph Marquardt and Karsten Nikkel

Published/Copyright: May 26, 2013

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From the journal Materials Testing Volume 50 Issue 7-8

Kurzfassung

Überlagerte Mittelspannungen können einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer von Bauteilen unter schwingender Beanspruchung haben. Im Verlauf einer Lebensdauerberechnung kann ihr Einfluss auf die ertragbare Spannungsamplitude mithilfe der Mittelspannungsempfindlichkeit berücksichtigt werden. Nach verschiedenen Ansätzen wird die Mittelspannungsempfindlichkeit als konstant angenommen oder in Abhängigkeit von Zug- oder Wechselfestigkeit abgeschätzt. Die Treffsicherheit dieser Ansätze bei Feinblechen wird anhand von Wöhlerversuchen untersucht. Ein neuer Ansatz zur Abschätzung der Mittelspannungsempfindlichkeit mithilfe künstlicher neuronaler Netze zeigt, dass die Mittelspannungsempfindlichkeit neben der Zugfestigkeit auch von der Formzahl bzw. vom Spannungsgradienten abhängt. Die Übertragbarkeit der Mittelspannungsempfindlichkeit vom Probestab auf eine Struktur aus umgeformtem Feinblech wird abschließend durch den Vergleich von Berechnung und Versuch überprüft.

Abstract

Superimposed mean stresses can have a considerable influence on the fatigue life of part subjected to dynamic loads. In the course of a fatigue life calculation the mean stress influence on the bearable stress amplitude can be taken into consideration using the mean stress sensitivity. According to the approach used, the mean stress sensitivity is assumed to be constant or it is roughly judged in dependence of the yield strength or the fatigue strength. The certainty of these approaches is investigated in fatigue tests.

A new approach to estimate the mean stress sensitivity by using artificial neural networks shows that the mean stress sensitivity also depends on the stress concentration factor and the stress gradient, next to the yield strength. Concluding, the transferability of the mean stress sensitivity of test specimens to a formed thin sheet metal structure is verified by a comparison of calculation and experiment.

Dr.-Ing. Rainer Masendorf, geb. 1964, studierte Allgemeinen Maschinenbau an der Technischen Universität Clausthal und war ab 1994 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB). Im Jahr 2000 schloss er seine Promotion zum Thema „Einfluss der Umformung auf die zyklischen Kennwerte von Feinblech‟ ab. Seit 2000 ist er Akademischer Rat am IMAB. Schwerpunkt seiner Arbeit bildet die experimentelle Kennwertermittlung für Werkstoffe und Bauteile.

Dr.-Ing. Christoph Marquardt, geb. 1970, studierte Allgemeinen Maschinenbau an der Technischen Universität Clausthal und war ab 1998 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB). In der Zeit bis 2004 schloss er seine Promotion mit dem Thema „Lebensdauerabschätzung schwingend beanspruchter Bauteile mittels Künstlicher Neuronaler Netze‟ ab. Seit 2003 ist er Mitarbeiter im Zentralbereich Forschung und Vorausentwicklung der Robert Bosch GmbH in Schwieberdingen. Schwerpunkt seiner Arbeit ist die Methodenentwicklung zur rechnerischen und experimentellen Auslegung von Dieseleinspritzkomponenten.

Dipl.-Math. Karsten Nikkel, geb. 1972, studierte Technomathematik an der Technischen Universität Clausthal und war ab 2002 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB). Seit 2007 ist er bei der Daimler AG, Abteilung Betriebsfestigkeit Fahrwerk im Bereich der Lastkollektivberechnung tätig.

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Online erschienen: 2013-05-26

Erschienen im Druck: 2008-07-01

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