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Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Seminarvortrag Statistische und numerische Auswertung von Schwingfestigkeits- und Ermüdungsversuchen.

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Präsentation zum Thema: "Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Seminarvortrag Statistische und numerische Auswertung von Schwingfestigkeits- und Ermüdungsversuchen."—  Präsentation transkript:

1 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Seminarvortrag Statistische und numerische Auswertung von Schwingfestigkeits- und Ermüdungsversuchen mit SAFD Lan Tran Aachen,

2 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Überblick  Einleitung  Über SAFD  Allgemeine Grundlage zur Schwingbeanspruchung  Mathematische Verfahren  Anwendungsbeispiele

3 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Überblick  Einleitung  Über SAFD  Allgemeine Grundlage zur Schwingbeanspruchung  Mathematische Verfahren  Anwendungsbeispiele

4 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Einleitung  Worum geht es?  SAFD: Auswertesoftware vom Institut für Werkstoffanwendung im Maschinenbau  Vorbereitung für Bachelorarbeit

5 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Überblick  Einleitung  Über SAFD  Allgemeine Grundlage zur Schwingbeanspruchung  Mathematische Verfahren  Anwendungsbeispiele

6 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Über SAFD  SAFD (Statistical Analysis of Fatigue Data)  Was kann SAFD? Statistische Auswertung von spannungskontrollierten Schwingfestigkeits- und Ermüdungsversuchen im  Zeitfestigkeitsgebiet (High Cycle Fatigue)  Übergangsgebiet zur Dauerfestigkeit (Long Life Fatigue).  Wie stellt SAFD das Ergebnis dar? Darstellung des Wöhlerdiagramms  Welche Vorteile?  Praxisnah  Flexibel  Universell einsetzbar

7 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Überblick  Einleitung  Über SAFD  Allgemeine Grundlage zur Schwingbeanspruchung  Mathematische Verfahren  Anwendungsbeispiele

8 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Grundbegriffe  Schwingfestigkeit  Ermüdungsversuch  Schwingspiel

9 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Schwingspiel

10 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Grundbegriffe  Schwingfestigkeit  Ermüdungsversuch  Schwingspiel  Grenzschwingspielzahl, Durchläufer, Bruch  Wöhlerkurve

11 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Wöhlerkurve Ermittlung von Wöhler-Kurven Wöhlerkurve

12 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Wöhlerkurve  Dreibereich  KurzzeitsfestigkeitN ≤ 10^3  Langzeitsfestigkeit10^3 ≤ N ≤ Ngrenz  DauerfestigkeitsfestigkeitN ≥ Ngrenz  Darstellung  Einfach logarithmisch  Doppel logarithmisch

13 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Wöhlerkurve  Zeitfestigkeit  umfasst Kurzzeit- und Langzeitfestigkeit  nur Probenbrüche  Übergangsgebiet  Übergang von Zeitfestigkeit zur Dauerfestigkeit  Brüche und Durchläufer gleichermaßen vorhanden

14 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Überblick  Einleitung  Über SAFD  Allgemeine Grundlage zur Schwingbeanspruchung  Mathematische Verfahren  Anwendungsbeispiele

15 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau  Regression  Korrelationskoeffizient  Schätzfunktionen  Wahrscheinlichkeitsverteilung  Prüfverfahren

16 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Was ist Regression?  Gegeben:  eine Reihe von Messungen  Gesucht:  eine Funktion, deren Graph Im Plot bestmöglich an die Datenpunkte angepasst ist.  Ziel: Beschreibung des funktionalen Zusammenhangs zwischen Merkmalen

17 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Regressionstypen LinearNichtlinear

18 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau  Regression  Korrelationskoeffizient  Schätzfunktionen  Wahrscheinlichkeitsverteilung

19 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Korrelationskoeffizient  Maß über die Zusammenhang von Messgrößen KorrelationskoeffizientZusammenhang 0,00 < │r│< 0,20 Keiner 0,20 ≤ │r│< 0,50 Schwach 0,50 ≤ │r│< 0,75 Mittel 0,75 ≤ │r│< 0,95 Stark 0,95 ≤ │r│≤ 1,00 Praktisch voll

20 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau  Regression  Korrelationskoeffizient  Schätzfunktionen  Wahrscheinlichkeitsverteilung

21 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau  Regression  Korrelationskoeffizient  Schätzfunktionen  Wahrscheinlichkeitsverteilung

22 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Wahrscheinlichkeitsverteilung  Normalverteilung  Logarithmische Normalverteilung  Weibullverteilung  Sinusverteilung

23 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Normalverteilung  Eigenschaften  Am häufigsten angewandte Verteilung in der Technik  Achsensymmetrisch zur x = µ  Nachteil: fehlende Begrenzung maximaler und minimaler Werte  Standardnormalverteilung  Durch Transformation u = (x - µ) / σ  Parameter:  µ = 0  σ = 1

24 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Normalverteilung Abb: Häufigkeitsverteilung der Normalverteilung mit verschiedenen Standardabweichungen

25 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Logarithmische Normalverteilung  Eigenschaften  ln(X) ist normalverteilt  Symmetrisch

26 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Weibullverteilung  Eigenschaften  nur für positive Merkmale definiert  kann rechts- oder linksseitig gestreckt sein  Stammfunktion kann exakt bestimmt werden

27 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Sinusverteilung  Eigenschaften  Speziell in Deutschland angewendet  Symmetrisch  Stammfunktion kann exakt bestimmt werden

28 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau  Regression  Korrelationskoeffizient  Schätzfunktionen  Wahrscheinlichkeitsverteilung  Prüfverfahren

29 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Prüfverfahren  Perlschnurverfahren  Horizontverfahren  Treppenstufenverfahren HorizontverfahrenTreppenstufenverfahren

30 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Überblick  Einleitung  Über SAFD  Allgemeine Grundlage zur Schwingbeanspruchung  Mathematische Verfahren  Anwendungsbeispiele

31 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Musterdaten 1

32 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Musterdaten 2

33 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Auswertungsbeispiel 1 Logarithmische Normalverteilung

34 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Auswertungsbeispiel 2 Schwingversuche nach dem Wöhler- oder Perlschnurverfahren (Polynom 1. Grades)

35 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Auswertungsbeispiel 3 Wöhlerversuche mit einem statistisch auswertbaren Horizont im Zeitfestigkeitsgebiet(doppel-logarithmisch)

36 Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau Vielen Dank


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