Die Bedeutung der Betriebsfestigkeit im Auslegungs- und Absicherungsprozess von Maschinenbauteilen hat in den letzten Jahren weiter zugenommen. Gerade im Umfeld des Fahrzeugbaus ist dies aufgrund der Leichtbauaktivitäten und des verstärkten Einsatzes von Berechnungsmethoden deutlich zu spüren.
Der seit 1976 bestehende DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit trägt diesem Trend in vollem Umfang Rechnung.
Ziele
- Stärken des praxisbezogenen Netzwerks aus Wissenschaft und Wirtschaft.
- Wissenstransfer und -austausch im nationalen und internationalen Netzwerk der Industrie, der Forschungsinstitute und Hochschullandschaft und der Verbände mit einer vergleichbaren Ausrichtung.
- Vermitteln von praxisorientiertem Betriebsfestigkeits-Know-how, insbesondere an junge Ingenieure.
- Nutzen von Synergien bzgl. der Betriebsfestigkeitsmethoden im Netzwerk des Maschinen- und Fahrzeugbaus.
- Aufgreifen aktueller Fragestellungen der Betriebsfestigkeit, die sich aufgrund neuer Trends im Maschinenbau ergeben.
Aufgaben
- Organisieren und Austragen von jährlichen Betriebsfestigkeitstagungen mit aktuellen Fragestellungen aus der Praxis.
- Entwickeln von Kooperationen mit Verbänden und Arbeitskreisen mit vergleichbarer Ausrichtung, insbesondere mit der Societé Francaise Metallurgie Materiaux (SF2M/Frankreich) und der Engineering Integrity Society (EIS/UK).
- Transferieren von Betriebsfestigkeitswissen, insbesondere an junge Ingenieure, durch das regelmäßige Durchführen von Fortbildungsseminaren mit praxisorientiertem Inhalt.
- Nutzen des Netzwerkes der DVM-Arbeitskreise zur Synergien-Findung durch einen kontinuierlichen fachlichen Austausch.
- Vertiefen fachlicher Schwerpunkte auf dem Gebiet der experimentellen und simulativen Betriebsfestigkeitsmethoden durch die Austragung regelmäßiger Workshops mit aktiver Beteiligung der Fachexperten aus Wissenschaft und Wirtschaft.
Tagung
Die Betriebsfestigkeit war und ist einer der essentiellen Bausteine des Auslegungs- und Absicherungsprozesses von Maschinenbaukomponenten und -systemen. Durch den Einsatz neuer Konstruktionsprinzipien und neuer Werkstoffe in allen Branchen des Maschinenbaus unterliegen die Betriebsfestigkeitsmethoden dem Prozess einer kontinuierlichen Weiterentwicklung. Die jährlich ausgetragene Tagung bietet hier eine ausgezeichnete Plattform für den Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft.
Ziele
- Definieren von aktuellen, im Trend liegenden Tagungsthemen mit entsprechenden Schwerpunkten, möglichst branchenübergreifend.
- Fokussieren auf praxisorientierte Fragestellungen mit einem eindeutigen Bauteilbezug.
- Berücksichtigen von fachlichen Inhalten sowohl aus dem experimentellen, als auch aus dem simulativen Umfeld der Betriebsfestigkeit.
- Bilden von Plattformen für einen intensiven Austausch der Fachexperten aus Wissenschaft und Wirtschaft.
- Finden von Synergien bezüglich der Betriebsfestigkeitsmethoden in den unterschiedlichen Branchen des Maschinenbaus.
Aufgaben
- Organisieren der jährlichen Tagungen mit den Mitgliedern des Programmausschusses im Rahmen der regelmäßig stattfindenden Sitzungen.
- Verzahnen des Fachwissens von Theorie (Wissenschaft) und Praxis (Wirtschaft) durch Schaffung einer Austausch- und Diskussionsplattform.
- Akquirieren von Fachbeiträgen zu aktuellen Fragestellungen, die einen wissenschaftlichen Anspruch und ein hohes Anwendungspotenzial für die industrielle Praxis aufweisen.
- Recherchieren und Identifizieren neuer Trends auf dem Gebiet der Betriebsfestigkeit zur Thematisierung auf zukünftigen Tagungen.
- Integrieren neuer Technologien, Aufgabengebiete und Branchen durch entsprechend zu gestaltende Tagungsinhalte zur Erweiterung der Expertengemeinde der Betriebsfestigkeit.
Nächste Veranstaltungen
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft
Strukturfestiqkeit technischer Systeme; Bauteil- und Werkstoffcharakterisierunq; Berechnunqsverfahren und Modellierung; Optimierung des Produktentwicklunqsprozesses
Workshop
Eine effiziente Prüfmethodik in der Fahrzeugindustrie erfordert die ständige Anpassung an sich ändernde Anforderungen. Zum einen findet eine technische Weiterentwicklung der Prüfstandssysteme statt, einschließlich der Mess-, Regelungs- und Informationstechnik, zum anderen verändert sich die Einbindung der Prüftechnik innerhalb der Produktentwicklung. Die Vorgehensweisen unterscheiden sich bei der Bauteiloptimierung, der Fertigungsfreigabe und der Qualitätssicherung deutlich.
Sie unterscheiden sich auch von Produkt zu Produkt.
In verschiedenen Themenblöcken wird der Stand der Prüftechnik vorgestellt und deren Weiterentwicklung diskutiert:
- Lastdatenermittlung und - reduktion
- Virtuelle Prüfung und Ableitung von Versuchsprogrammen
- Prüfung mechatronischer Systeme
- Prüfung von verstärkten Kunststoffen und
- Versuchsauswertung
- Prüfmethoden für spezielle Anwendungen
Immer öfter werden Komponenten eingesetzt, deren Kennlinie und damit auch die Beanspruchung der Struktur von Regelalgorithmen abhängen. Wie kann für diese Strukturen die Betriebsfestigkeit nachgewiesen werden? Wie ist eine Änderung der Regelalgorithmen zu bewerten? Wie wird zukünftig der Einfluss von Elektroantrieben oder des autonomen Fahrens bei der Bauteilprüfung berücksichtigt, wenn der Fahrweg nach Gesichtspunkten der Energieeffizienz, des Komforts oder der Lebensdauer gewählt wird?
Der Workshop wurde von Automobilherstellern, Prüfsystemherstellern und Betriebsfestigkeitsinstituten 2006 initiiert. Im Mittelpunkt stehen nicht einzelne Aspekte von Lastannahme, Versuchsdurchführung, Messung oder Auswertung, sondern die Gesamtphilosophie für eine zielgerichtete und wirtschaftliche Prüftechnik.
Ein Workshop, der ausreichend Zeit für Diskussionen beinhaltet und in dem mögliche zukünftige Entwicklungen zwischen Fachleuten für unterschiedliche Zielrichtungen ausführlich erörtert werden können, stellt ein ausgezeichnetes Forum zur Effizienzsteigerung der Prüfmethodik dar.
Der Workshop richtet sich an Fahrzeug- und Bauteilentwickler, Versuchsingenieure, Prüfsystemhersteller, Mess- und Regelungstechniker sowie Forschungsinstitute, die die Methodik zur Bauteilprüfung weiterentwickeln. Um dem Workshop-Charakter gerecht zu werden, ist die Teilnehmerzahl begrenzt.
Numerische Simulationen sind ein etablierter Bestandteil der modernen Produktentwicklung. Auch die Betriebsfestigkeit entwickelt sich zu einer werkstoffübergreifenden, modellbasierten Auslegungsdisziplin für komplexe Bauteile und Bauteilsysteme, die die Brücke zwischen experimentellen und numerischen Simulationen schlägt.
Ziele des Workshops sind
- Konstruktive Diskussion von aktuellen und zukunftsweisenden Themen und Trends der
- Simulation in der Betriebsfestigkeit
- Förderung des branchenübergreifenden Austauschs simulationsbasierter Methoden und Prozesse zwischen Wissenschaft und Technik, Hochschulen, Instituten und Industrie
- Stärkung des Netzwerkes von technischen Führungskräften, System- und Bauteilentwicklern,
- Berechnungsingenieuren, Konstrukteuren, Hochschulen und Forschungsinstituten
- Ausbau des synergetischen Einsatzes experimenteller und numerischer Simulationen
Der Workshop richtet sich an technische Führungskräfte, System- und Bauteilentwickler, Berechnungsingenieure, Konstrukteure sowie Forschungsinstitute.
Im Vergleich zu Tagungen wird der Diskussion einen hohen Stellenwert einnehmen.
Seminar
Zur Bedeutung von Schadensuntersuchungen
Die Vermeidung von Schäden an technischen Bauteilen stellt eine hervorragende Aufgabe und teils auch eine echte Herausforderung für die mit der Herstellung,
dem Betrieb und der Qualitätssicherung befassten Verantwortlichen dar. Die Reputation und der Erfolg eines Unternehmens werden letztlich durch die Sicherheit, die Qualität und die Betriebsbewährung ihrer Produkte bestimmt.
Hier kommt der Schadenskunde eine überragende Bedeutung zu, da die konsequente und sachgerechte Untersuchung von Schäden eine wesentliche Voraussetzung für die Vermeidung zukünftiger Schäden und die Steigerung der Produktqualität darstellt.
Lernen aus Erfahrung bedeutet in letzter Konsequenz lernen aus Schäden.
Andererseits haben spektakuläre Schadensfälle zu neuen Entwicklungen in der Auslegungs- und Konstruktionspraxis von Bauteilen und zu bedeutsamen Fortschritten in der Werkstoff- und Bauteilprüfung geführt. Außerdem waren sie häufig Anlass zur Gründung von Ausschüssen und Vereinigungen, welche sich mit der Sicherheit technischer Anlagen beschäftigen.
Die Verbreitung der Techniken der Schadensuntersuchung, die Darstellung der Schadensmechanismen und die Beschreibung der Schadensursachen und der
Abhilfemaßnahmen ist eine wichtige Aufgabe in der Aus- und Weiterbildung von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren. Der DVM hat sich dieser Aufgabe gestellt und hat bisher schon erfolgreich 11 Fortbildungsseminare in dieser Veranstaltungsreihe durchgeführt, was zu der positiven Resonanz der Teilnehmer auf
das Seminar geführt hat. Die gewonnenen vielfältigen Erfahrungen fließen in die Konzeption und den Ablauf des Seminars ein.
Zum Inhalt des Fortbildungsseminars
Die Themen des Fortbildungsseminars erstrecken sich auf die Grundprinzipien und die Methodik der Schadensuntersuchung, wobei die Schwerpunkte die Beschreibung der mikroskopischen und makroskopischen Schadensmerkmale unter quasistatischer und zeitlich veränderlicher Belastung bilden. Sonderthemen erstrecken sich auf thermische Schäden und Schäden an Schweißverbindungen.
Ein wichtiges Kennzeichen des Seminars ist, dass neben den Werkstoff- und Fertigungsaspekten bei der Schadensuntersuchung besonders auch die Rolle der
festigkeitsgerechten Konstruktion und der Auslegung sowie die Reaktion des Bauteils auf die Beanspruchung einbezogen werden. Hierbei kommt der Sicherheitsrelevanz der Bauteilzähigkeit und der Behandlung von rissartigen Fehlstellen mit Hilfe der Bruchmechanikkonzepte besondere Bedeutung zu.
Ein herausragendes Merkmal des Seminars ist die Behandlung von praktischen Schadensfällen in kleinen Gruppen. Es handelt sich vorwiegend um Beispiele aus dem Maschinen- und Anlagenbau und der Fahrzeugtechnik.
Themenschwerpunkte
Die Schwerpunkte der Veranstaltung sind im Wesentlichen:
- Beschreibung von Bauteilschäden mit Ermittlung der Schadensursachen
- Einfluss von Werkstoff- und Fertigungsimperfektionen auf Schäden
- Aussagefähigkeit der eingesetzten fraktographischen, metallographischen, mechanisch-technologischen Prüfmethoden
- Problematik der Lastannahmen und der Beanspruchungsermittlung
- Anwendung der Regelwerke sowie der konventionellen und bruchmechanischen Auslegungskonzepte auf Schäden
- Ableitung von Optimierungs- und Abhilfemaßnahmen.
Die Werkstoff- und Bauteilprüfung hat die Aufgabe, die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Bauteilen und Strukturen nachzuweisen. Hierzu sind ein umfangreiches Wissen, eine methodische Vorgehensweise und langjährige Erfahrungen erforderlich.
Aufgrund des schnellen technologischen Fortschrittes, aber auch aufgrund des Generationswechsels besteht gegenwärtig ein großer Bedarf, den Kenntnisstand der auf diesem Gebiet Tätigen zu erweitern und zu vertiefen.
Angesprochen mit diesem Fortbildungsseminar sind Versuchsingenieure, Techniker und Werkstoffprüfer. Die Teilnehmerzahl ist begrenzt.
Folgende Schwerpunkte werden in Referaten und praktischen Übungen behandelt:
- Kennwertermittlung
- Quasistatisch und statisch: Zugversuchskenngrößen, Härte, Bruchzähigkeit, Zeitstandfestigkeit
- Dynamisch: Kennwerte aus Kerbschlagbiegeversuch
- Zyklisch: zyklische Werkstoffkennwerte, Wöhler- und
- Gaßnerversuch, Rissausbreitung
Versuchsplanung und statistische Auswertung
Bauteilprüfung
Bauteilbelastung und Bauteileigenschaften: quasistatisch und statisch, zyklisch mit konstanten und variablen Amplituden, ein- und mehraxiale Belastung, Umgebungsbedingungen
Prüftechnik
Prüfstände, Prüfsysteme, Umgebungssimulation, Messgrößen, Sollwertvorgaben, Regelungstechnik, Kalibrierung.
Zur Werkstoff- und Bauteilprüfung werden Demonstrationen in Gruppenarbeit durchgeführt.
Für Fragestellungen durch die Teilnehmer und Diskussionen ist ausreichend Zeit vorgesehen.
Dieses Fortbildungsseminar führt jeweils in eines der Hauptthemen der im Anschluss stattfindenden Jahrestagung des Arbeitskreises Betriebsfestigkeit ein. Somit ergänzt das Seminar die Tagung, kann aber auch sinnvoll ohne diese besucht werden.
Folgende Themen rund um die Betriebsfestigkeit wurden jüngst behandelt:
- Schwingfestigkeit von additiv gefertigten Bauteilen (2021)
- Bruchmechanik in der Betriebsfestigkeitsanwendung (2020)
- Datenanalyse und Machine Learning in der Betriebsfestigkeit (2019)
- Mehrachsigkeit (2018)
- Betriebsfestigkeit unter Vibration - Prüfung und Analyse im Frequenzbereich (2017)
Nächste Veranstaltungen
Grundlagen und Methoden zur Ermittlung der Struktureigenschaften von Kabeln
Die zunehmende Elektrisierung unterschiedlichster Branchen bringt wesentliche Veränderungen in den Auslegungs- und Absicherungsmethoden der Betriebsfestigkeit mit sich. Traditionell werden elektrische Leitungen und Kabel vorwiegend im Hinblick auf Ihre Funktionalität (elektrische Leistung, Erwärmung) und in diesem ...
Bauteilschäden – Bewertung, Folgerungen und Abhilfemaßnahmen
Zur Bedeutung von Schadensuntersuchungen Die Vermeidung von Schäden an technischen Bauteilen stellt eine anspruchsvolle Aufgabe und eine echte Herausforderung für die mit der Herstellung, der Auslegung, dem Betrieb und der Qualitätssicherung befassten Verantwortlichen dar. Die Reputation und der Erfolg eines Unte...
