• Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz

Die Grundlage einer zutreffenden Lebensdauerabschätzung bildet die korrekte Abbildung des zyklischen Werkstoffverhaltens. Aluminium-Knetlegierungen zeichnen sich, je nach Herstellungsprozess und Auslagerungszustand, durch eine erhebliche Verfestigung unter zyklischer Beanspruchung aus, wobei der Faktor zwei zwischen der zügigen und der zyklischen Dehngrenze keine Seltenheit ist. Die zuverlässige Ausnutzung des aus dem gesamten Fertigungsprozess resultierenden Festigkeitspotentials erfordert dessen Berücksichtigung bereits bei der Bauteildimensionierung. Die Basis hierzu ist ein Werkstoffmodell, das unter Beachtung lokaler Gefügemerkmale, abhängig von der Beanspruchung im Umkehrpunkt und der Beanspruchungshistorie, von beliebigen Beanspruchungs-zeitfunktionendas Spannungs-Dehnungsverhalten beschreiben kann. Für warmumgeformte Strukturen bedeutet dies, dass die prozessinduzierten lokalen Eigenschaften einschließlich Eigenschaftsgradienten und Eigenspannungen bekannt sein müssen und unter Berücksichtigung vorliegender Spannungsgradienten bereits in der Produktentwicklungsphase in die Lebensdauerabschätzung Eingang finden können. Schweißverbindungen wirken sich sowohl auf lokale Spannungszustände als auch auf lokale Werkstoffeigenschaften und damit ebenfalls auf die Lebensdauer unter zyklischer Belastung in Abhängigkeit des gesamten Fertigungsprozesses aus.

Mit den Schwerpunkten

• Charakterisierung des zyklischen Werkstoffverhaltens,
• Entwicklung eines Werkstoffmodells zur Beschreibung der zyklischen transienten Effekte,
• Lebensdauerbewertung unter Berücksichtigung lokaler Werkstoffeigenschaften,
• Lebensdauerbewertung von Schweißnähten mit linear-elastischen und elastisch plastischen Werkstoffmodellen und
• Validierung der optimierten Bewertungsmethoden und Aufzeigen des Festigkeitspotentials der Prozessführung anhand eines Demonstratorbauteils

sollen prozessbedingte Einflussgrößen auf die Betriebsfestigkeit in die Bauteilbemessung Eingang finden.

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