Studie zur Ermüdungsfestigkeitsbewertung einsatzgehärteter wellenartiger Bauteile (FVA-Nr. 926 I)

Research output: Preprint/Documentation/ReportProject report (Final and progress reports)

Contributors

Abstract

Im Rahmen der Studie wurde zunächst eine themenbezogene Umfrage unter den FVA-Mitgliedsfirmen und anschließend eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt. Basierend darauf wurde eine Versuchsdatenbank mit Ermüdungsfestigkeiten von einsatzgehärteten freien Oberflächen und Welle-Nabe-Verbindungen (WNV) erstellt. Auf Grundlage dieser Daten erfolgte zwecks der Bewertung der Nennspannungskonzepte nach DIN 743 und FKM-R eine Rückrechnung auf den jeweiligen Verfestigungsfaktor. Die anschließend durchgeführten vergleichenden Betrachtungen offenbaren einen sehr großen Streubereich für den Verfestigungsfaktor bzw. nur eine geringe Treffsicherheit der derzeit angewandten Nennspannungskonzepte. Neben dem örtlichen Konzept der FKM-Richtlinie wurden alternative Ansätze zur lokalen Dauerfestigkeit untersucht und somit der Einfluss des Einsatzhärtens auf die maßgebenden Werkstoffkennwerte differenziert betrachtet. Durch den Abgleich mit der Versuchsdatenbank wird erwiesen, dass die existieren den Wechselfestigkeits- und Mittelspannungsempfindlichkeitsansätze das Potenzial einsatzgehärteter Bauteile tendenziell unterschätzen. Zudem wurden die Vergleichsspannungen mit Hypothesen verschiedener Komplexität berechnet und auf Grundlage der Nachrechnungen eine gute Eignung der GEH festgestellt. Des Weiteren wurden verschiedene Wärmebehandlungssimulationsmethoden sowie deren Ergebnisqualität untersucht und deren Potenzial bei der Abschätzung von Eigenspannungstiefenverläufen bestätigt. Die Erkenntnisse der Studie zeigen die Notwendigkeit eines experimentell-simulativen Folgevorhabens auf.

Details

Original languageGerman
Place of PublicationFrankfurt am Main
PublisherForschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.
Number of pages72
VolumeFVA-Heft 1558
Publication statusPublished - 31 May 2023
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External IDs

ORCID /0009-0001-3407-9787/work/157317455

Keywords

Keywords

  • Einsatzhärten, Antriebstechnik, Ermüdungsfestigkeit, Dauerfestigkeit, Wellen, Getriebe, Tragfähigkeitsnachweis