Festigkeitsbewertung bei überlagerten Belastungen und Bauteilkontakten – Mehrachsigkeit im Ermüdungsnachweis

Einleitung

In der Konstruktion und Auslegung von Antriebsbauteilen ist die Gewährleistung ausreichender Festigkeit von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn diese Bauteile überlagerten Belastungen ausgesetzt sind. Dieser Aspekt gewinnt angesichts der steigenden Anforderungen an Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit von Maschinen und Anlagen zunehmend an Relevanz. Grundlegend für die Festigkeitsberechnung ist das Verständnis der mehrachsigen Beanspruchungszustände sowie der Materialeigenschaften, die eine sichere Dimensionierung ermöglichen.
Einerseits bieten nennspannungsbasierte Berechnungsansätze eine praktische und schnelle Methode zur Bewertung der Bauteilfestigkeit unter Berücksichtigung von Sicherheitsfaktoren und Normvorgaben. Der Einfluss der Mehrachsigkeit wird hier meistens grob abgeschätzt.
Für eine detaillierte Analyse von kritischen Bauteilbereichen wird anderseits ein örtlicher Ermüdungsnachweis durchgeführt. Mit dem meist in FE-basierten Bauteilmodellen ermittelten lokalen Spannungskomponenten können im Vergleich zum nennspannungsbasierten Ansatz höherwertige Festigkeitshypothesen angewendet werden, welche auch komplizierte Versagensmechanismen, zum Beispiel in Bauteilkontakten, örtlich abbilden können.
Wann ist es sinnvoll im Festigkeitsnachweis ressourcenaufwändige Methoden zu nutzen? 
Wie können überlagerte Belastungen auch mit schnellen und einfachen Methoden zuverlässig ausgelegt werden?
Unter anderem wollen wir auch diesen Fragen im geplanten Seminar nachgehen. 
 

Zielgruppe

Berechnungsingenieure, Konstruktionsingenieure, Forschung und Entwicklung (RND)
Vorkenntnisse: Grundlagen der Festigkeit und Maschinenelemente

Schwerpunkte

• Grundlagen
• Festigkeitshypothesen
• Nennspannungsbasierte Berechnungsansätze
• Örtliche Festigkeitsmethode
• Ermüdung in Kontakten
• Normen und Richtlinien
• Anwendung

Seminarziele

Verbessertes Verständnis für die Bewertung von mehrachsigen Spannungszuständen und dessen Auswirkung auf die Bauteilfestigkeit.

Referent/Referentin

Lukas Suchy

Technische Universität Chemnitz
www.tu-chemnitz.de