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Fraunhofer-Gesellschaft
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  4. Methoden zur Berechnung der Schwingfestigkeit von Bauteilen aus höchstfesten Stählen
 
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2022
Conference Paper
Title

Methoden zur Berechnung der Schwingfestigkeit von Bauteilen aus höchstfesten Stählen

Other Title
Methods for estimating fatigue strength of ultra-high strength steels
Abstract
Im vorliegenden Beitrag werden drei verschiedene Methoden zur Berechnung der Schwingfestigkeit von Bauteilen aus höchstfesten Stählen vorge-stellt. Diese lehnen sich an die FKM-Richtlinien [1], [2], [3] an und basieren auf den folgenden Bewertungskonzepten: Synthetische Wöhlerlinien (Kerbspannungskon-zept), Örtliches Konzept, bruchmechanisches Konzept. Die für die Anwendung des jeweiligen Konzepts notwendigen Werkstoffparameter wurden in monotonen Zugver-suchen, Schwingfestigkeits- und Rissfortschrittsuntersuchungen beginnend beim Kurzzeit- bis hin zum Langzeitschwingfestigkeitsverhalten (Grenzschwingspielzahl 𝑁𝐺=5∙106) an Makro- und Mikroproben bestimmt. Die Kalibrierung der einzelnen Be-rechnungsmodelle und die Konzeptvalidierungen erfolgen durch die Auswertung von experimentellen Ergebnissen, die an unterschiedlich großen Proben und unter Varia-tion von Beanspruchungsbedingungen ermittelt wurden. This paper presents three different methods for estimating fatigue strength of components made of ultra-high strength steels. The respective methods are based on the FKM Guidelines [1], [2], [3] and employ the concepts of the synthetic S-N curves, the local strain approach and the fracture mechanics methodology. Material parame-ters required for the application of each concept are tensile properties, stress-life and strain-life curves, and fracture mechanics properties determined in both monotonic and fatigue tests covering the fatigue life up to 5∙106 cycles. The methods of fatigue strength calculations are validated using numerous tests performed on specimens of different scale and subjected to various loading conditions.
Author(s)
Luke, Michael  
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM  
Straub, Thomas  
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM  
Kleemann, A.
Materialforschungs- und -prüfanstalt (MFPA), Bauhaus-Universität Weimar
Varfolomeev, Igor  
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM  
Kleemann, S.
Richter, T.
Materialforschungs- und -prüfanstalt (MFPA), Bauhaus-Universität Weimar
Beinersdorf, H.
Materialforschungs- und -prüfanstalt (MFPA), Bauhaus-Universität Weimar
Yadegari, P.
Technische Universität Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik  
Beier, H.T.
Technische Universität Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik  
Vormwald, M.
Technische Universität Darmstadt, Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik  
Mainwork
Neue Entwicklungen für die Bauteilfestigkeitsnachweise  
Project(s)
Entwicklung einer validierten Methodik zur Berechnung der Schwingfestigkeit von Bauteilen aus höchstfesten Stählen  
Funder
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz -BMWK-
Conference
Tagung "Neue Entwicklungen für die Bauteilfestigkeitsnachweise" 2022  
DOI
10.48447/FKM-2022-006
Language
German
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM  
Keyword(s)
  • höchstfeste Stähle

  • Ermüdungsfestigkeit

  • Synthetische Wöhlerlinien

  • Örtliches Konzept

  • bruchmechanisches Konzept

  • ultra-high strength steels

  • fatigue strength

  • synthetic S-N curves

  • local strain approach

  • fracture mechanics approach

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