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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter May 31, 2013

Eigenspannungsanalysen nach der Bohrlochmethode unter Verwendung geometriespezifischer Kalibrierfunktionen

Enrique Garcia Sobolevski and Berthold Scholtes
From the journal Materials Testing

Kurzfassung

Bei der Anwendung des inkrementellen Bohrlochverfahrens zur Eigenspannungsanalyse sind zur Bestimmung von Spannungsverteilungen aus den gemessenen Deformationen Kalibrierfunktionen notwendig, welche die Empfindlichkeit der verwendeten Dehnungsmessstreifenanordnung im Hinblick auf die Dehnungsauslösung durch die Bohrung berücksichtigen. Üblicherweise werden diese aus elastischen FE-Rechnungen gewonnen, wobei als Geometrie eine dicke Platte ohne Randeffekte zugrunde gelegt wird. Aus diesem Grund müssen bei Eigenspannungsanalysen an realen Bauteilen bestimmte Restriktionen im Hinblick auf die Bauteilgeometrie beachtet werden. Dies schränkt in der Realität die Anwendbarkeit des Verfahrens bzw. die Aussagefähigkeit der Messungen ein. In der vorliegenden Arbeit wird vorgeschlagen, geometriespezifische Kalibrierfunktionen zu verwenden, um die genannten Probleme zu vermeiden. Es werden Ergebnisse von FE-Simulationen von Bohrlochexperimenten vorgestellt, welche die Auswirkungen realer Bauteilgeometrien auf die ermittelten Spannungen zeigen und die Verbesserungen der Messgenauigkeit bei Verwendung geometriespezifischer Kalibrierfunktionen im Vergleich mit der konventionellen Vorgehensweise belegen.

Abstract

Residual Stress Analysis Using the Hole-Drilling Method and Geometry-Specific Calibration Functions. Evaluation procedures used for the incremental hole drilling method require a previous calibration procedure to take the sensitivity of the strain relaxation process into account. Usually, calibration specimens or FE-models used are based on the reference geometry of a wide and thick plate, ignoring e. g. edge effects. Consequently, the reliability of real measurements depends on the observance of special geometrical conditions, which, in many practical cases, is a considerable restriction and sometimes ignored. In this paper, it is proposed to use geometry specific calibration functions in order to avoid such effects. Finite element simulations of hole drilling experiments at different geometries using conventional as well as specific calibration functions are compared and discussed and the advantage of the new procedure is demonstrated.


Prof. Dr.-Ing. habil. Berthold Scholtes studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Nach der Promotion 1980 habilitierte er sich 1990 für das Fach „Werkstoffkunde“ und leitet seit 1993 das Fachgebiet „Metallische Werkstoffe“ am Institut für Werkstofftechnik der Universität Kassel.

Dr.-Ing. Enrique Garcia Sobolevski studierte Maschinenbau an der Universität Kassel. Von 2002 bis 2007 war er Wiss. Mitarbeiter am Institut für Werkstofftechnik der Universität Kassel und promovierte dort 2007.


Literatur

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Online erschienen: 2013-05-31
Erschienen im Druck: 2010-06-01

© 2010, Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 1.2.2023 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.3139/120.110136/html
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