Schädigungstolerante Auslegung von Aluminium-Druckgusskomponenten
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Christian Oberwinkler
Kurzfassung
Für eine verbesserte betriebsfeste Auslegung von Aluminium-Druck-Kurzfassung gussbauteilen muss die Porenverteilung im Bauteil abgeschätzt werden können. Ein existierendes Porositätsmodell wurde für die Berechnung der Porenverteilung in einem Referenzbauteil verwendet. Ein Vergleich mit der Porenverteilung im realen Bauteil zeigt eine sehr gute Übereinstimmung.
Der Einfluss der Poren auf die Schwingfestigkeit wird anhand des Kitagawa-Diagramms beschrieben. Daraus kann, zusammen mit der Porenverteilung im Bauteil, die lokal ertragbare Spannungsamplitude abgeleitet werden.
Abstract
Reliable computation of the fatigue lifetime of an aluminium high-pressure die casting (HPDC) component requires knowledge of the pore distribution in the material. An existing porosity model has been used to compute the pore distribution in a reference component. A comparison to the pore distribution in a real casting component shows a good agreement.
The influence of the pores on the fatigue strength can be described by the Kitagawa-diagram. The sustainable local load can be derived by combining the results of the statistical porosity model and the Kitagawa-diagram.
Literatur
1 S.Beer, H.Denndörfer, B.Sommer: Optimierter Druckguss für höchstbelastete T6-/T7-wärmebehandelte buchsenlose Aluminium-Motorblöcke, VDI-Berichte Nr.2061 (2009), S. 33–42Search in Google Scholar
2 M.Korzeniowski: Reduction of machining costs low alloy steel castings using MAGMASOFT Express, International MAGMASOFT Usermeeting, Berlin (2008)Search in Google Scholar
3 L.Kniewallner: Bionik und Giessen – Der Weg zum wirtschaftlichen Leichtbau im Automobil, Österreichische Gießereitagung (2009)Search in Google Scholar
4 W.Aichberger, H.Riener, H.Dannbauer: Regarding influences of production processes on material parameters in fatigue life prediction, SAE 2007 World Congress, Detroit (2007)10.4271/2007-01-1650Search in Google Scholar
5 H.Kitagawa, S.Takahashi: Applicability of fracture mechanics to very small cracks or the cracks in the early stage, Proceedings of the Second International Conference on Mechanical Behavior of Materials, ASM, Metals Park (1976), S. 627–631Search in Google Scholar
6 M. H.El Haddad, K. N.Smith, T. H.Topper: Fatigue crack propagation of short cracks, ASME Transactions101 (1979), S. 42–46Search in Google Scholar
7 B.Tabernig: Ermüdungsverhalten teilchenverstärkter Aluminiumlegierungen, Dissertation, Montanuniversität Leoben (2000)Search in Google Scholar
8 M. H.El Haddad, T. H.Topper, K. N.Smith: Prediction of non-propagating cracks, Engineering Fracture Mechanics11 (1979), S. 573–58910.1016/0013-7944(79)90081-XSearch in Google Scholar
9 C.Oberwinkler, H.Leitner, W.Eichlseder: Improvement of an existing model to estimate the pore distribution for a fatigue proof design of Al hpdc components, Proc. of the 3rd Int. Symposium on Shape Casting, TMS (2009), S. 45–52Search in Google Scholar
10 C.Oberwinkler, H.Leitner, W.Eichlseder: Estimation of the local porosity of aluminium high-pressure die casting components from casting simulation results using self-organizing maps, International Foundry Research9 (2009), S. 22–33Search in Google Scholar
11 C.Oberwinkler, F.Schönfeld, S.Schmidt, H.Leitner, W.Eichlseder: Betriebsfeste Auslegung von Aluminiumdruckgussteilen unter Berücksichtigung der Porenverteilung im Bauteil, VDI Wissensforum Gießtechnik im Motorenbau (2009), S. 173–190Search in Google Scholar
© 2010, Carl Hanser Verlag, München
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