Materials Testing Volume 48 Issue 9

Materials Testing

Volume 48 Issue 9

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Journal Overview

Schwingfeste Auslegung von Schweißverbindungen aus Aluminium*

Christoph Morgenstern, Cetin Morris Sonsino, Adolf Hobbacher, Francesco Sorbo May 26, 2013

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Abstract

Kurzfassung Die hier vorgestellte Untersuchung basiert auf Schwingfestigkeitsergebnissen mit drei verschiedenen MIG-Aluminiumschweißverbindungen der Legierungen AlMg4,5Mn (AW-5083) und AlMgSi1 T6 (AW-6082 T6) unter wechselnder und schwellender Beanspruchung. Die Auswertung der Ergebnisse zeigt, dass das örtliche Kerbspannungskonzept mit einem fiktiven Ersatzradius von r f – 1,0 mm auf Aluminiumschweißverbindungen mit Dicken von t ≥ 5 bis 25 mm angewendet werden kann, wobei es unabhängig von der Legierung und der Schweißnahtgeometrie (Stumpfstoß mit und ohne Wurzelspalt, Quersteife) ist. Es werden Master-Wöhlerlinien für verschiedene Spannungsverhältnisse, R – − 1, 0 und 0,5, vorgeschlagen, die eine Berücksichtigung sowohl von Eigenspannungen als auch belastungsinduzierten Mittelspannungen zulassen. Darüber wird aus den Ergebnissen der Vorschlag von Δσ = 70 MPa als FAT-Klasse für das IIW-Regelwerk abgeleitet.

Schwingfeste Auslegung von laserstrahlgeschweißten Bauteilen auf Basis des Ersatzradiuskonzeptes*

Jochen Schlemmer, Manfred Bacher-Höchst, Andreas Scheffold May 26, 2013

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Kurzfassung Das Laserschweißen von hochbelasteten Bauteilen ist als innovative, kostengünstige Fertigungstechnik weit verbreitet. Beispielsweise werden Ventile zur Kraftstoffeinspritzung mit einer Vielzahl von Einzelschweißnähten gefertigt. Zum größten Teil handelt es sich hierbei um Laserschweißnähte mit rissartigem Fügespalt. Das bisher verwendete Auslegungskonzept und die für eine dauerfeste Auslegung als zulässig ermittelten Spannungen basierten auf innendruckbelasteten Versuchsteilen. Dieses Konzept wurde durch mechanisch belastete Proben erweitert. In einem ersten Ansatz wurde der Mittelspannungseinfluss auf die Schwingfestigkeit untersucht. Numerisch wurde untersucht, wie sich idealisierte Schweißnahtporen auf den Spannungszustand am Schweißnahtgrund und somit auf die Schwingfestigkeit von Schweißnähten auswirken.

Laserstrahlschweißen von Blechstrukturen*

Manfred M. Haller, Christophe Ageorges, Ralf Bernhardt, Matthias Martin, Hans Winter, Stefan Weihe, Christoph Morgenstern, Franz-Josef Stolze May 26, 2013

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Kurzfassung Das Widerstands-Punktschweißen im Karosseriebau wird zunehmend durch Laserschweißungen ersetzt. Die Erfahrungen, die bei der Widerstands-Punktschweißung vorliegen, mussten im Falle der Laserschweißung erst erarbeitet werden. Dies gilt für die Berechnungsansätze ebenso wie für die Qualitätskontrolle und das Schadensmonitoring im Versuch. Beispiele aus mehreren Entwicklungsbereichen geben Einblick in diese Bemühungen. Möglichkeiten, die Ermüdungsrissbildung in der Fügeebene zu dokumentieren, werden aufgezeigt.

Lebensdauerabschätzung für Kehlnahtverbindungen*

Alfons Esderts, Johannes Willen May 26, 2013

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Kurzfassung Da man im Feinblech auf Grund der geringen Blechdicke eine Strukturspannung im klassischen Sinne in der Praxis kaum bestimmen kann, wurden für Wöhlerversuche mit unterschiedlichen Beanspruchungen das Nennspannungskonzept, das Kerbgrundkonzept mit einem fiktiven Ersatzradius von r = 0,05 mm sowie zwei Konzepte in Anlehnung an das Strukturspannungskonzept untersucht — das Nenn- und das Nahtstrukturspannungskonzept. In diesen beiden Fällen dienen die Normalkraft und das Moment an der Nahtwurzel als Eingangskomponenten in die analytische Bewertung. Beim Nennstrukturspannungskonzept bezieht sich der tragende Querschnitt auf den Nennquerschnitt der Blechstruktur. Beim Nahtstrukturspannungskonzept dient der Nahtquerschnitt als tragender Querschnitt. Es hat sich gezeigt, dass bei den untersuchten Blechquerschnitten das Kerbgrundkonzept mit einem fiktiven Ersatzradius von r = 0,05 mm das geringste Streuband in der Masterwöhlerlinie ergibt. Mit dem Nahtstrukturspannungskonzept erreicht man zwar ein etwas breiteres Streuband der Masterwöhlerlinie, dafür ist der notwendige Aufwand zur Ermittlung und Bewertung der Beanspruchung deutlich geringer.

Fügen von gebauten Wellen und Verbundbauteilen durch Einwalzen*

Michael Hagedorn, Nadine Kessler, Klaus Weinert, Gerhard Wilcke, Karsten Röttger May 26, 2013

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Kurzfassung Das Glatt- und Festwalzen von Bohrungen und anderen Konturen ist ein seit vielen Jahren bewährtes Verfahren, mit dem einerseits sehr gute Oberflächen erzielt werden können und andererseits auch die Betriebsfestigkeit von Bauteilen signifikant erhöht werden kann. Mit dem Einwalzen zur Herstellung von Verbundbauteilen wie z.B. gebauten Wellen können die Einsatzmöglichkeiten des Walzens um einen interessanten Aspekt erweitert werden. Dabei wird mit angepassten Werkzeugen und einem höheren Walzübermaß ein anforderungsoptimiertes Innenbauteil plastisch aufgeweitet und so in ein den speziellen Anforderungen entsprechendes Außenteil gefügt.

Neuer Leichtbauansatz für Pkw-Schwenklager*

Rolf Hummel, Ernst Lindtner, Udo Jung May 26, 2013

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Kurzfassung Die Schwenklager eines Kraftfahrzeuges zählen zu den ungefederten Massen und stehen damit im Fokus des Leichtbaus. Unterschiedliche Materialien, Fertigungsverfahren und Fügetechniken werden bei Schwenklagern eingesetzt und stehen in ständiger Konkurrenz zueinander. Um das Leichtbau-Potenzial geschweißter Stahlblech-Schwenklager aufzuzeigen, wurden FE-Analysen, Lebensdauerberechnungen sowie Schwingfestigkeitsversuche durchgeführt.

Wie lange leben Fahrräder?*

Eric Groß May 26, 2013

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Kurzfassung Es wird die Lebensdauer von Fahrrädern durch Betriebsfestigkeitsuntersuchungen ermittelt. Hierfür werden Beanspruchungskollektive definiert und umfangreiche Messfahrten an Straßenfahrrädern und Mountainbikes durchgeführt. Die Lebensdauerberechnung erfolgt gegen Bauteilwöhlerlinien, die die Fügetechnik des verwendeten Rahmenmaterials berücksichtigen.

Vorschau

May 26, 2013

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About this journal

Materials Testing is a SCI-listed English language journal dealing with all aspects of material and component testing with a special focus on transfer between laboratory research into industrial application. The journal provides first-hand information on non-destructive, destructive, optical, physical and chemical test procedures. It contains exclusive articles which are peer-reviewed applying respectively high international quality criterions.
All articles are subject to thorough, independent peer review.

Editing Associations: DGZfP, DVM and VDI Materials Engineering.