Dehnungswöhlerlinie © AG Betriebsfestigkeit Querkraftbiegung © AG Betriebsfestigkeit

Forschung

Forschungen im Bereich der Betriebsfestigkeit konzentrieren sich sowohl auf den rechnerischen als auch den experimentellen Lebensdauernachweis.

Arbeiten zum rechnerischen Nachweis untersuchen dabei nicht nur neue Werkstoffe und Berechnungsmethoden sondern liefern auch Beiträge zur Verbesserung und Erweiterung bestehender Regelwerke. Beim experimentellen Lebensdauernachweis werden Verfahren zur Werkstoff- und Bauteilprüfung entwickelt und untersucht, um spezifischen Ermüdungsphänomenen angemessene Prüfmethoden entgegenzustellen.

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Wichtige Themen im Überblick

Diagramme2 © AG Betriebsfestigkeit
Rechneri­scher Lebensdau­ernachweis

Forschungen zum rechnerischen Lebensdauernachweis beschäftigen sich mit den gängigen Konzepten der Betriebsfestigkeit. Sowohl das Örtliche Kerbdehnungskonzept als auch das Nennspannungskonzept und dessen Abwandlungen werden untersucht und hinsichtlich ihrer Treffsicherheit bewertet.
3K-Spannfeld © AG Betriebsfestigkeit
Experimen­teller Lebensdau­ernachweis

Forschungen beim experimentellen Lebensdauernachweis haben zwei Ziele. Zum einen sollen Rechenmodelle validiert und Abschätzungsverfahren bewertet werden. Zum anderen sollen komplexe Bauteilprüfungen so realitätsnah wie möglich erfolgen. Damit profitieren die Bereiche der Betriebsfestigkeit und der Experimentellen Mechanik gegenseitig vom wissenschaftlichen Fortschritt.
Leuchten © AG Betriebsfestigkeit
Forschungs­projekte

Forschungsprojekte ermöglichen zielorientierten wissenschaftlichen Fortschritt. Dabei besteht das Anliegen der Arbeitsgruppe Betriebsfestigkeit sowohl in öffentlich geförderter Grundlangenforschung und Anwenderforschung als auch in bilateraler Industrieforschung, um Wissenschaft hochschulgerecht und gleichzeitig praxisnah zu betreiben und jungen Nachwuchswissenschaftlern ein soliden Einstieg in wissenschaftliches Arbeiten zu ermöglichen.
Schwingbruch © AG Betriebsfestigkeit

Forschung

Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe Betriebsfestigkeit sind traditionell geprägt von einer Kombination aus theoretischen und experimentellen Untersuchungen zum Thema der Schwing- und Betriebsfestigkeit sowie der Experimentellen Festkörpermechanik.

Rechnerischer Lebensdauernachweis

Arbeiten zum Rechnerischen Lebensdauernachweis beschäftigen sich mit Entwicklungen und Verbesserungen von typischen Konzepten der Betriebsfestigkeit wie dem Örtlichen Konzept, dem Nennspannungskonzept oder dem Kerbspannungskonzept. Jüngere Arbeiten beleuchten auch bruchmechanische Aspekte der Schwingfestigkeit.

Neben Forschungen an neuen Werkstoffen sollen auch bestehende Ergebnisse weiteren Schlussfolgerungen zugänglich gemacht werden. Vergleichende Studien an bestehenden Daten stellen damit eine wichtige Basis zur Verbesserung vieler erfahrungsbasierter Methoden dar und können somit in Form von Regelwerken dem anwendenden Ingenieur zugänglich gemacht werden.

Experimenteller Lebensdauernachweis

Experimentelle Daten bilden die Grundlage jedes empirischen Modells. Zur Entwicklung theoretischer Methoden der Schwing- & Betriebsfestigkeit können oft standardisierte Prüfverfahren oder kommerzielle Lösungen angewandt werden. Im Gegensatz dazu stellen sich beim experimentellen Lebensdauernachweis oft Aufgaben, welche besonderer Forschung bedürfen. Typische Anforderungen im Falle der Betriebsfestigkeit sind dabei: 

  • Abbildung realistischer Last-Zeit-Verläufe im Betriebslastennachfahrversuch
  • zügige Prüfstandsinbetriebnahmen
  • Bauteil- und Komponentenprüfungen mit nichtlinearem oder aktiven Bauteilverhalten
  • Versuchszeitreduktion
  • kontinuierliche Qualitätssicherung während der Versuchsdurchführung