Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK)

„PhyBal“ - Physikalisch basierte Lebensdauerberechnung metallischer Werkstoffe

Die zuverlässige Berechnung der Lebensdauer hochbeanspruchter Werkstoffe und Bauteile setzt die systematische Untersuchung des Ermüdungsverhaltens voraus. Neben Spannung-Dehnung-Hysteresis-Messverfahren werden vermehrt Temperatur- und elektrische Widerstandsmessverfahren eingesetzt. Diese bieten vor allem den Vorteil, dass sie auch unabhängig von einer definierten Prüfstrecke an Bauteilen und die elektrische Widerstandsmessung auch im lastfreien Zustand eingesetzt werden können.

Die Messwerte der plastischen Dehnungsamplitude, der Temperaturänderung und der elektrischen Widerstandsänderung können als Eingangsgrößen für die Physikalisch Basierte Lebensdauerberechnungsmethode PhyBalLIT genutzt werden. Diese Methode ermöglicht auf Grundlage der Arbeiten von [1] Basquin und [2] Morrow mit nur drei Ermüdungsversuchen (ein Laststeigerungsversuch (LSV) und zwei Einstufenversuche (ESV)) Wöhlerkurven zu berechnen und die Dauerfestigkeit zuverlässig abzuschätzen (siehe Abbildung). Hieraus ergeben sich enorme wirtschaftliche und wissenschaftliche Vorteile.

Abb. 1: Schematische Darstellung der Physikalisch Basierten Lebensdauerberechnungsmethode PhyBaLLIT unter Verwendung einer der beschriebenen Messgrößen (M)

Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

[1]       O.H. Basquin: ASTM proceedings: The exponential law on endurance tests. 10: p. 625-630, (1910).

[2]       J. Morrow: ASTM Int, Cyclic plastic strain energy and fatigue of metals. STP 378: p. 45-87, (1964).

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