Veranstaltung

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18.09.2006 - 20.09.2006 | Siegen

Ermüdungsverhalten metallischer Werkstoffe

Beim Einsatz metallischer Werkstoffe für Bauteile in technischen Konstruktionen tritt eine Wechselverformung auf, die zu einer allmählichen Schädigung des Werkstoffs und letztendlich zum Bauteilversagen führen kann. Für die bei zyklischer Beanspruchung erfolgende Werkstoffveränderung hat sich der Begriff Ermüdung eingebürgert, der im Alltagsleben leider häufig in direktem Zusammenhang mit Schadensfällen Verwendung findet.

Systematische Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten metallischer Werkstoffe werden bereits seit der ersten Hälfte des vorletzten Jahrhunderts durchgeführt, wobei solch unterschiedliche Disziplinen wie Werkstoffwissenschaft, Maschinenbau, angewandte Physik und angewandte Mathematik involviert sind. Nicht zuletzt aufgrund der Komplexität der bei der Materialermüdung zusammenwirkenden Vorgänge finden die gewonnenen Erkenntnisse nur zögerlich und sehr eingeschränkt Eingang in die industrielle Praxis.

In der Fortbildungsveranstaltung werden den Teilnehmern die verschiedenen Aspekte der Thematik Materialermüdung auf der Basis der zugrundeliegenden werkstoffkundlichen Vorgänge dargestellt und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für den Werkstoffeinsatz und die -auslegung aufgezeigt.

Durch die Vorträge mit Vorlesungscharakter soll primär ein solides Grundverständnis unter Berücksichtigung des multidisziplinären Charakters des Themas vermittelt werden.

Ausgewählte Demonstrationsversuche dienen zur Illustration und Vertiefung der Vortragsinhalte und zeigen die modernen Versuchstechniken und Untersuchungsmethoden, die zur Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens metallischer Werkstoffe Anwendung finden. Die Fortbildungsveranstaltung wendet sich bevorzugt an Werkstoffingenieure, Metallkundler, Physiker und Maschinenbauingenieure, die mit materialkundlichen und/oder konstruktiven Fragestellungen befasst sind.

Montag, 18. September 2006

9:00 H.-J. Christ
Begrüßung und Einführung in die Thematik
Das Phänomen der Materialermüdung und seine technische Bedeutung, mehr als 150 Jahre Ermüdungsforschung: Ein kurzer Überblick.

9:45 H.-J. Christ
Materialermüdung: Begriffe, Definitionen und gebräuchliche Darstellungen
Experimentelle Methodik, Auslegungs- und Versuchsphilosophien, die Spannungs-Dehnungs-Hysteresekurve, die Wechselverformungskurve, die zyklische Spannungs-Dehnungskurve, das Wöhlerdiagramm, transiente Vorgänge.

10:45 Kaffeepause

11:15 H.-J. Christ
Materialermüdung und Werkstoffmikrostruktur
Grundzüge der plastischen Verformung, Versetzungsgleitcharakter, Versetzungsanordnung in der zyklischen Sättigung, das persistente Gleitband, Zusammenhang von Versetzungszellgröße und Beanspruchungsamplitude, verformungsinduzierte Gefügeumwandlung, Einfluss von Ausscheidungen.

12:15 Mittagspause

13:00 - 17:00 Einstündige Demonstrationsversuche in kleinen Gruppen

DEMONSTRATIONSVERSUCH I
M. Zimmermann
Bestimmung der Lebensdauer bei schwingender Belastung
Unterschiedliche Versuchsarten, statistische Auswerteverfahren, Wöhlerdiagramme, Ermüdungsversuche im VHCF-Bereich (servohydraulische Anlage, Ultraschallanlage)

DEMONSTRATIONSVERSUCH II
A. Ohrndorf
Zyklisches Spannungs-Dehnungsverhalten bei konstanter und variierender Beanspruchungsamplitude
Bestimmung der zyklischen Spannungs-Dehnungskurve aus Hysteresekurven, Vergleich von Einstufenversuchen und dem Incremental Step Test, Einfluss des Versuchstyps auf die Versetzungsanordnung, Masing-Verhalten.

DEMONSTRATIONSVERSUCH III
U. Krupp und P. Lippmann
Die Durchstrahlungselektronenmikroskopie zur Ausklärung grundlegender Ermüdungsphänome
Präparationstechniken der Transmissionselektronenmikroskopie, Versetzungsanordnungen nach Wechselverformung, Wechselwirkung von Versetzungen mit Ausscheidungsteilchen.

17:00 Möglichkeit zur Besichtigung der experimentellen Einrichtungen des Instituts für Werkstofftechnik.

Dienstg, 19. September 2006

8:30 H. J. Maier
Rissbildung bei zyklischer Beanspruchung
Persistente Gleitbänder und Rissbildung, Ex-, In- und Protrusionen, Rissbildung an Korn- und Zwillings-grenzen, Einfluss von Einschlüssen und Kerben, die Wirkung des Umgebungsmediums.

9:30 C.-P. Fritzen
Grundlagen der Bruchmechanik
Rissöffnungsarten, Spannungsverteilung am Riss, Rissmodelle, Konzepte der Bruchmechanik, Spannungsintensitätsfaktoren, Energiefreisetzungsrate, J-Integral, CTOD-Konzept, Anwendung auf zyklische Belastung.

10:30 Kaffeepause

11:00 U. Krupp
Ermüdungsrissausbreitung
Rissausbreitungskurve der Langrissausbreitung, Paris-Gesetz, Schwellenwert der Rissausbreitung, Rissausbreitungsmodelle, fraktografische Merkmale, Einflussparameter, Rissschließen, Kurzrissausbreitung, Kitagawa-Diagramm.

12:00 Mittagspause

13:00 - 17:00 Einstündige Demonstrationsversuche in kleinen Gruppen

DEMONSTRATIONSVERSUCH IV
U. Krupp und H. P. Dressel
Der Einsatz der Rasterelektronenmikroskopie zur Bewertung der Ermüdungsschädigung metallischer Werkstoffe
Ermüdungsrisse an der Probenoberfläche, Ermüdungsrissausbreitung, Schwingstreifenabstand und Beanspruchungsamplitude, EDX und EBSD, 3D-Darstellung von Bruchflächen.

DEMONSTRATIONSVERSUCH V
A. Ohrndorf
Besonderheiten des zyklischen Verformungsverhaltens normalisierter Stähle
Dynamische Lüdersbandausbreitung, Wechselverformungskurve und zyklische Sättigung, Vergleich von zyklischer und einsinniger Spannungs-Dehnungskurve, Bereiche der zyklischen Ver- und Entfestigung, zyklisches Kriechen.

DEMONSTRATIONSVERSUCH VI
H. Knobbe
Charakterisierung des Ausbreitungsverhaltens von Ermüdungsrissen
Typische Verfahren und Probenformen zur Ermittlung bruchmechanischer Kennwerte, Bestimmung desSchwellenwertes der Ermüdungsrissausbreitung und der Materialkonstanten des Paris-Gesetzes, Rissschließeffekte.

Gemeinsames Abendessen

Mittwoch, 20. September 2006

8:30 D. Eifler
Schwingfestigkeit von Stählen
Wechselverformungsverhalten von un-, niedrig- und hochlegierten Stählen; zyklische Ver- und Entfestigungsvorgänge; Einfluss unterschiedlicher Wärmebehandlungen, Mittelspannungen, Mitteldehnungen und Beanspruchungstemperaturen; charakteristische Versetzungsstrukturen, persistente Gleitbänder und Anrisse.

9:30 H. J. Maier
Ermüdungsverhalten bei hoher und variierender Temperatur
Dehnraten- und Frequenzabhängigkeit des zyklischen Verformungsverhaltens, Einfluss von Haltezeiten, Schädigungsmechanismen, Kriech-Ermüdungswechselwirkung, Umgebungseinfluss, Wirkung von Schutzschichten, Lebensdauerprognosemethoden, Modellierung.

10:30 Kaffeepause

11:00 W. Menn
Schweißbarkeit von Aluminiumknetlegierungen unter dem Aspekt der Ermüdungsfestigkeit
Einfluss von Werkstoff, Fertigung und Konstruktion auf die Schweißbarkeit, Gefüge von Schmelzschweißverbindungen aus Aluminiumlegierungen, lokale geometrische Nahtparameter sowie innere und äußere Schweißunregelmäßigkeiten beim MIG- und WIG-Schweißen, Konzepte zur Bemessung dynamisch beanspruchter Schweißkonstruktionen

12:00 Mittagspause

13:30 H. Idelberger, C. M. Sonsino
Betriebsfestigkeit von Bauteilen aus metallischen Werkstoffen
Beschreibung von Schwingbeanspruchung mit zeitlich veränderlichen Amplituden, Werkstoffverhalten unter verschiedenen Belastungsarten und fertigungsbedingten Einflüssen, Schadensakkumulation und Lebensdauerberechnung bei Ermüdung.

14:30 - 16:30 Einstündige Demonstrationsversuche in kleinen Gruppen

DEMONSTRATIONSVERSUCH VII
T. Heckel
Untersuchung des thermomechanischen Ermüdungsverhaltens
Experimentelle Techniken, unterschiedliche Versuchsführungen und ihre Auswirkungen auf die Form der Spannungs-Dehnungshysterese, Lebensdauer bei TMF-Beanspruchung, Problematik des Vergleichs von TMF-Daten mit isotherm ermittelten Daten.

DEMONSTRATIONSVERSUCH VIII
H.-J. Christ und H. Idelberger
Lebensdauerberechnung mittels kommerzieller Softwareprogramme
Vorstellung neuerer PC-basierter Programme zur Lebensdauerberechnung bei Schwingbeanspruchung, kritische Bewertung der Berechnungsvoraussetzungen, Durchführung von Beispielrechnungen

16:30 Abschlussdiskussion, Übergabe der Urkunden, Schlussbemerkungen

17:00 Ende der Veranstaltung

Hinweise zur Teilnahme:
Teilnahmegebühr:
1.250,- EURO

Teilnahmegebühr für DGM-Mitglieder:
Persönliche DGM-Mitglieder bzw. 1 Mitarbeiter eines DGM-Mitgliedsinstitutes / DGM-Mitgliedsunternehmens: 1.150,- EURO

In der Teilnahmegebühr sind enthalten:
? Teilnahme am Seminar
? Seminarunterlagen
? Pausengetränke
? ein gemeinsames Abendessen (MwSt.-pflichtig)
? Mittagessen MwSt.-pflichtig)

Eine Stornierungsgebühr in Höhe von 25% der Teilnahmegebühr wird in Rechnung gestellt, wenn ein angemeldeter Teilnehmer bis 40 Tage vor Veranstaltungsbeginn verhindert ist, an der Veranstaltung teilzunehmen. Danach beträgt die Stornierungsgebühr 50% der Teilnahmegebühr. Die Stornierung muss 10 Tage vor Veranstaltungsbeginn vorliegen, anderenfalls wird die volle Teilnahmegebühr erhoben. Ersatzteilnehmer können jederzeit benannt werden.

Das Seminar findet im Institut für Werkstofftechnik der Universität Siegen, Fachbereich 11, Maschinentechnik, Paul-Bonatz-Straße 9-11, 57068 Siegen, statt.

Die Universität liegt im Stadtteil Siegen-Weidenau (Haardter Berg). Die Vorträge finden im Raum 401 im PB-Hauptgebäude (Gebäude-
teil A) statt.

Da der Teilnehmerkreis des Seminars begrenzt ist, erfolgt die Registrierung nach dem Eingangsdatum der Anmeldung. Die Teilnahmegebühr bitten wir erst nach Erhalt der Bestätigung unter Angabe des Namens des Teilnehmers und der kompletten Rechnungsnummer auf eines der DGM-Konten zu überweisen.

Informationen zur Zimmerbestellung erhalten Sie mit den Bestätigungsunterlagen.

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