Betriebsfestigkeit

Seinen Ursprung hat die Betriebsfestigkeit im Flugzeug- und Schienenverkehr, wo August Wöhler bereits im 19. Jahrhundert die nach ihm benannten Schwingfestigkeitsversuche prägte. Zu dieser Zeit wurde erstmals das Bauteilversagen mit Ermüdungsrissen in Verbindung gebracht. Die Aufgabe der Betriebsfestigkeit  ist eine wirtschaftlich und technisch sinnvolle Bauteilauslegung unter dynamischer Belastung. Zumeist ist die Durchführung von Versuchen zwingend notwendig, um bei gegebener Belastung eine Bauteillebensdauer abzuschätzen. Wenn durch hinreichend viele Versuche eine Wöhlerkurve bestimmt worden ist, lässt sich eine Aussage über die zu erwartende Lebensdauer bei vorhandener Belastung treffen. Neben den Wöhlerversuchen haben sich auch Blockprogrammversuche durchgesetzt, die aus gemessenen Beanspruchungs-Zeitverläufen repräsentative Kollektive bilden.
Am Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung können einachsige Schwingfestigkeitsversuche an einem hydraulischen Versuchsstand oder einem weggesteuerten Exzenterprüfstand realisiert werden. Mit Hilfe des hydraulischen Mehrachs-Großprüfstandes können weg- oder kraftgeregelte Bauteilversuche unter Einbeziehung verschiedener Abbruchkriterien (z.B. Lastspielzahl, Überschreitung eines zulässigen Gesamtweges, Steifigkeitsabfall)  durchgeführt werden. Beide Versuchsstände können durch einfache, konstruktive Adaption flexibel eingesetzt werden.

Themen (Auswahl):



Untersuchung der Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Traktorfelgen

Kontakt: Uli [dot] Woellneratimkf [dot] tu-freiberg [dot] de
Mit zunehmendem Gewicht und steigender Antriebsleistung von landwirtschaftlichen Fahrzeugen gehen auch immer größer werdende Belastungen für Fahrwerkskomponenten, Felgen und Reifen einher. Im Bereich der Verschraubung von Traktorfelgen mit der Radnabe treten vereinzelt Ermüdungsbrüche auf, deren Ursachen noch nicht abschließend geklärt werden konnten. Aus diesem Grund rücken neben experimentellen Untersuchungen, die künftig mit einem im Aufbau befindlichen Mehrachs-Großprüfstand erfolgen sollen, auch bruchmechanische Betrachtungen sowie die numerische Untersuchung von Rissen in den Mittelpunkt.
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Untersuchung der Betriebsfestigkeit von Fahrwerkslagern

Kontakt:Daniel [dot] Willenborgatimkf [dot] tu-freiberg [dot] de
Elastomere besitzen hervorragende Federungs- und Dämpfungseigenschaften. Dabei kommt ihnen immer dort eine besondere Rolle zu, wo das elastische Verhalten von Baugruppen beeinflusst werden soll oder die Übertragung von Körperschall auf nachfolgende Bauteile unerwünscht ist. Ebendiese Funktionen übernehmen auch Fahrwerkslager im Querlenker von Personenkraftwagen. Die Steifigkeitswechselwirkungen in den relevanten Raumrichtungen bei dynamischer Belastung sind Gegenstand der aktuellen Forschung. Ihre Lebensdauer und die Abnahme der Federungs- und Dämpfungseigenschaften sind höchst sicherheits- und komfortrelevant. Betriebsfestigkeitsversuche sowie numerische Untersuchungen ergänzen dahingehend die gegenwärtige Forschung.
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