Application of Damage Tolerant Design in Mechanical Engineering

Titel in Übersetzung: Anwendung schadenstoleranter Auslegungsmethoden im Maschinenbau

Miraj Muhammad Jan

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

383 Downloads (Pure)

Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden die drei grundlegenden Ansätze zur schwingfesten Auslegung von Maschinenbauteilen - spannungsbasiert, dehnungsbasiert und schadenstolerant - verwendet, um die Ermüdungsschädigung unter spezieller Berücksichtigung typischer Bauteilfehler zu untersuchen. Die Schwingfestigkeit fehlerfreier und fehlerbehafteter Proben wird experimentell und theoretisch untersucht. Bestehende Konzepte werden kombiniert und die Ergebnisse der dehnungsbasierten und schadenstoleranten Ansätze im Rahmen der herkömmlichen spannungsbasierten Auslegung interpretiert. Für ein fehlerbehaftetes Material wird die Spannungswöhlerlinie aus jener des fehlerfreien Materials über den ungeschädigten Nettoquerschnitt abgeschätzt. Eine Methode zur Abschätzung des Schwingfestigkeitsverhaltens sowohl des fehlerbehafteten als auch des fehlerfreien Materials anhand der statischen Festigkeitswerte und der Kennwerte für Ermüdungsrisswachstum wird vorgeschlagen. Eine Richtlinie zur näherungsweisen Ermittlung dieser Daten für die überschlägige Bauteilauslegung wird angegeben und experimentell für eine Aluminium-Knetlegierung verifiziert, wie sie typischerweise in der Kryotechnik Anwendung findet. Als praktische Anwendung im Apparatebau wird das Schwingfestigkeitsverhalten dünnwandiger Rohre betrachtet. Die Entwicklung eines Prüfstandes zur Ermittlung des Verhaltens von Aluminium- und Stahlrohren unter beliebigen Kombinationen statischen und/oder zyklischen Innendrucks und Längskraft wird beschrieben. Vielversprechende erste Ergebnisse für Aluminiumrohre unter statischem Innendruck und zyklischer Längskraft werden vorgestellt.
Titel in ÜbersetzungAnwendung schadenstoleranter Auslegungsmethoden im Maschinenbau
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Pettermann, Heinz E., Beurteiler B (extern), Externe Person
  • Eichlseder, Wilfried, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2008

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Betriebsfestigkeit
  • Ermüdungsrisswachstum
  • Wöhlerlinie
  • HCF
  • LCF
  • schadenstolerante Auslegung
  • Aluminium

Dieses zitieren