Ermüdungsfestigkeitsnachweis für Bauteile aus Al-Gusslegierungen und hochfesten Stählen unter Berücksichtigung der Defekttoleranz

Finanzierung: IGF über das Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. (FKM)

Laufzeit: 01.07.2025 – 30.09.2027

Für die Auslegung und den Betrieb sicherheitsrelevanter Bauteile ist der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit essenziell. Nur so lässt sich das Ziel des Leichtbaus erreichen. Vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen ist es dabei entscheidend, dass die Möglichkeit eines rein rechnerischen Nachweises besteht. Hierdurch lassen sich hohe Kosten durch experimentelle Untersuchungen vermeiden.

Spröde Werkstoffe wie Al-Gusslegierungen sind insbesondere im Zuge der E-Mobilität hochrelevant für Leichtbaukomponenten, z.B. für Batteriegehäuse eines Elektrofahrzeuges. Mit derzeit anerkannten Richtlinien wie der FKM-Richtlinie Nichtlinear ist es jedoch nicht möglich diese Werkstoffe rein rechnerisch auszulegen, da sie verfahrensbedingt Defekte wie z.B. Poren aufweisen.

In diesem Forschungsvorhaben soll die FKM-Richtlinie Nichtlinear so ergänzt werden, dass ein defekttoleranter Festigkeitsnachweis für diese Werkstoffgruppen möglich ist. Hierfür sollen unter anderem neuartige Messtechniken zur Charakterisierung des Werkstoffes wie die zyklischen Mikroeindringversuche verwendet werden. Gemeinsam mit den Kolleg:innen vom Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK) der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau wird der Berechnungsablauf erarbeitet.