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21.05. - 23.05.2019 / 09:00 - 17:00 Uhr

Einführung in die FKM-Richtlinie nichtlinear

Rechnerischer Bauteilfestigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoff-Verformungsverhaltens

Inhalt:

Für die Bewertung der Festigkeit von Maschinenbauteilen wird vom Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) Anfang 2019 eine neue Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens“ herausgegeben. Diese Richtlinie erweitert die Anwendung der FKM-Richtlinien in den niederzyklischen Bereich, erlaubt das Ausnutzen von Reserven beim statischen Nachweis und kann Reihenfolgeeinflüsse bei Lasten berücksichtigen.

In der Richtlinie sind Nachweise der statischen Festigkeit und der Betriebsfestigkeit geregelt. Beim statischen Nachweis ist gefordert, dass an keiner Stelle des Bauteils eine werkstoffspezifische Grenzdehnung überschritten wird. Die vorhandenen Dehnungen sind mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente unter Beachtung physikalischer und geometrischer Nichtlinearität zu bestimmen.

Der Betriebsfestigkeitsnachweis basiert auf dem Örtlichen Konzept (Kerbdehnungskonzept), auf welches detailliert eingegangen wird. Das Örtliche Konzept versetzt den Anwender in die Lage, auf Basis rein elastizitätstheoretischer Finite-Element-Berechnungen einen Betriebsfestigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung des elastisch-plastischen Materialverhaltens zu führen. Der Nachweis ist sowohl im LCF als auch im HCF Bereich anwendbar und führt für Stahl, Stahlguss und Aluminium-Knetlegierungen zu statistisch abgesicherten Anrisslebensdauern.

Mit FKM NL inside ANSYS existiert ein Werkzeug um den Nachweis automatisiert in ANSYS Workbench für gesamte Bauteile durchführen zu können. Anhand von Beispielen wird die Anwendung der Software gezeigt und Besonderheiten des Nachweises im Zusammenspiel mit FEM-Modellen erläutert.
 

Zielgruppe:

Das Seminar wendet sich primär an Ingenieure, die Probleme der statischen und der Betriebsfestigkeit in Versuchs- oder Berechnungsabteilungen bearbeiten oder die Lebensdauer von Anlagen überwachen und die dabei bisher nur die traditionellen Konzepte, wie zum Beispiel die "FKM-Richtlinie linear", einsetzen.
 

Ihr Nutzen:

In diesem Seminar werden Hintergrundinformation zur neuen Richtlinie vermittelt und ihre Anwendung demonstriert. Die Teilnehmer werden in die Lage versetzt, Nachweise unter Zugrundelegung der Richtlinie durchführen zu können.

Die praktische Anwendung der FKM-Richtlinie nichtlinear in ANSYS wird an Beispielen mit der Software FKM NL inside ANSYS geübt. Besonderheiten bei der Nachweisführung im Zusammenspiel mit FEM-Modellen werden dabei programmunabhängig erläutert.

 

Theoretisch einfach

Tag 1

M1: Einführung und statischer Festigkeitsnachweis

  • Einleitung
  • Konzepte der Führung von Festigkeitsnachweisen
  • Statischer Festigkeitsnachweis in der „FKM-Richtlinie nichtlinear“
  • Anwendungsbeispiel zum statischen Festigkeitsnachweis

M2: Hintergrundwissen zur Theorie und Anwendung des Örtlichen Konzepts (I)

  • Zyklisches Spannungs-Dehnungs-Verhalten bei einachsigen Beanspruchungen
  • Werkstoffwöhlerlinien bei einachsigen Beanspruchungen

M3: Hintergrundwissen zur Theorie und Anwendung des Örtlichen Konzepts (II)

  • Masing-Memory-Modell und Rainflowzählung
  • Lineare Schadensakkumulationsregel
  • Bauteilverhalten und Modellbildung bei örtlich einachsigen zyklischen Beanspruchungen

M4: Anwendung des Örtlichen Konzepts anhand von Beispielen

  • Berechnung von Anrisslebensdauern bei einachsigen Beanspruchungen

Hellwach beim Ermüdungsnachweis

Tag 2

M1: Betriebsfestigkeit mit der FKM-Richtlinie nichtlinear: Konzept

  • Rissfortschritt und Schadensakkumulation
  • Kurzrisswachstum bis zum technischen Anriss
  • Reihenfolgeeffekte und deren Erfassung mit dem Schädigungsparameter PRAJ

M2: Betriebsfestigkeit mit der FKM-Richtlinie nichtlinear: Lebensdauer im Detail

  • Ermüdungsrisswachstum in Kerben
  • Anriss- und Bruchlebensdauern
  • Erfassung von Oberflächen- und Größeneinflüssen

M3: Betriebsfestigkeit mit der FKM-Richtlinie nichtlinear: Sicherheitskonzept

  • Sicherheitskonzept der FKM-Richtlinie nichtlinear

M4: Betriebsfestigkeit mit der FKM-Richtlinie nichtlinear: Mehrachsigkeit und
        Proportionalität

  • Örtlich mehrachsig proportionale Beanspruchung – Nachweisführung und Abgrenzung zu nichtproportionaler Beanspruchung
    • Ausblick auf nichtproportionale Beanspruchung, Randschichten und Eigenspannungen, Schweißverbindungen

Praktisch gut: Einfache Umsetzung in ANSYS

Tag 3

M1: Statischer Festigkeitsnachweis mit der FKM-Richtlinie nichtlinear in ANSYS

  • Konzept der Nachweisführung mit FKM NL inside ANSYS
  • Definition von Werkstoffen, Sicherheitsfaktoren und anderen Nachweisparametern
  • Hinweise zur Modellgestaltung (Materialgesetz, Laststeigerung, …)
  • Demo: Statischer Festigkeitsnachweis einer abgesetzten Welle in ANSYS

M2: Statischer Festigkeitsnachweis mit der FKM-Richtlinie nichtlinear in ANSYS: Übung

  • Statischer Festigkeitsnachweis eines Lagergestells mit FKM NL inside ANSYS

M3: Betriebsfestigkeitsnachweis mit der FKM-Richtlinie nichtlinear in ANSYS

  • Konzept der Nachweisführung mit FKM NL inside ANSYS
  • Definition von Werkstoffen, Lastfolgen und anderen Nachweisparametern
  • Prüfung des Nichtproportionalitätsgrades
  • Demo: Betriebsfestigkeitsnachweis einer abgesetzten Welle in ANSYS

M4: Betriebsfestigkeitsnachweis mit der FKM-Richtlinie nichtlinear in ANSYS: Übung

  • Betriebsfestigkeitsnachweis eines Lagergestells mit FKM NL inside ANSYS

 

Referenten:

Der Theorieteil des Seminars wird von Prof. Dr.-Ing. Michael Vormwald, IFSW/Technische Universität Darmstadt gehalten. Prof. Vormwald ist Mitautor der "FKM-Richtlinie nichtlinear" und ein ausgesprochener Experte in Bezug auf das "Örtliche Konzept".

Der Praxisteil des Seminars wird von Dipl.-Ing. (FH) Tim Kirchhoff gehalten. Herr Kirchhoff ist Teamleiter Softwareentwicklung bei der ihf Ingenieurgesellschaft. Er arbeitet seit über 10 Jahren aktiv im Fachkreis Bauteilfestigkeit des VDMA und im Redaktionskreis der FKM-Richtlinie mit.

Die neue Richtlinie ist beim VDMA Verlag erhältlich. Bei Interesse klicken Sie bitte den folgenden Link an: Richtlinie nichtlinear

 

Anmeldung und Teilnahmegebühr:
Regulär: 1.950 € zzgl. MwSt. (Seminarunterlagen, drei Mittagessen, Pausengetränke und ein Zertifikat sind in den Teilnahmegebühren inbegriffen.)

Ermäßigung:
Falls Sie Student/in sind erhalten Sie 80 % Ermäßigung. Senden Sie uns bitte Ihre Immatrikulationsbescheinigung.

Bachelor- und Masterstudenten/innen:                      464,10€ inkl. MwSt.

Ermäßigung Angehörige von Forschungs-                 1.365 € zzgl. MwSt.
einrichtungen und Hochschulen 30 %:

Für die Anmeldung benutzen Sie bitte unser Anmeldeformular.

Ihre Anmeldung senden Sie bitte an seminare@ihf-ffm.de

 

Widerrufsrecht
Soweit Sie das Rechtsgeschäft mit uns als Verbraucher, das heißt, zu einem Zweck abschließen, der weder einer gewerblichen noch einer selbstständigen Tätigkeit von Ihnen zugerechnet werden kann, steht Ihnen ein gesetzliches Widerrufsrecht zu. Sie können die Widerrufsbelehrung einsehen, herunterladen und abspeichern. Die Widerrufsbelehrung werden wir Ihnen zudem zusammen mit der Bestellbestätigung per E-Mail zukommen lassen.