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09.11.-10.11.2021 / 09:00-17:00 Uhr

Einführung in die FKM-Richtlinie Nichtlinear

Online-Seminar / ihf

Für die Bewertung der Festigkeit von Maschinenbauteilen wurde vom Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) im Februar 2019 die FKM-Richtlinie Nichtlinear „Rechnerischer Festigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung nichtlinearen Werkstoffverformungsverhaltens“ für Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Aluminiumknetlegierungen herausgegeben.

Mit ihrem modernen Nachweiskonzept erschließt die neue Richtlinie Nichtlinear gegenüber der klassischen FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile“ (Abk. Richtlinie Linear) weitere Anwendungsbereiche für den Festigkeitsnachweis und erlaubt eine bessere Bewertung von lokal plastisch beanspruchten Strukturen.

Inhalte des Seminars

In diesem Seminar werden die Unterschiede zwischen den Richtlinien Linear und Nichtlinear verdeutlicht, die Theorie hinter der Richtlinie Nichtlinear erläutert und ihre praktische Anwendung anhand von Beispielen gezeigt.

Die Richtlinie Nichtlinear bietet (für nichtgeschweißte Bauteile) die Möglichkeit des statischen Festigkeitsnachweises sowie des Ermüdungsfestigkeitsnachweises.

Der statische Nachweis ist erbracht, wenn die plastische Vergleichsdehnung an keiner Stelle des Bauteils eine werkstoffspezifische, vom Spannungsmehrachsigkeitsgrad abhängige ertragbare plastische Dehnung überschreitet. Die Dehnungen werden hierfür mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente (Abk. FEM) unter Berücksichtigung elastisch-plastischen Materialverhaltens bestimmt.

Beim Ermüdungsfestigkeitsnachweis, dessen Grundlage das Örtliche Konzept (Kerbdehnungskonzept) bildet, wird die statistisch abgesicherte Anrisslebensdauer eines Bauteils unter zyklischer Belastung ermittelt. Der Anwender wird hierbei in die Lage versetzt, basierend auf mittels FEM elastizitätstheoretisch berechneten Spannungen und Dehnungen einen Betriebsfestigkeitsnachweis unter expliziter Erfassung des elastisch-plastischen Materialverhaltens zu führen. Der Nachweis ist – im Gegensatz zur Richtlinie Linear – sowohl im LCF- als auch im HCF-Bereich anwendbar.

Mit FKM NL inside Ansys existiert ein Werkzeug, mit dem die Nachweise in Ansys Workbench automatisiert für gesamte Bauteile durchführen werden können. Anhand von Beispielen wird die Anwendung der Software vorgestellt, Besonderheiten des Nachweises im Zusammenspiel mit FEM-Modellen werden erläutert.

Zielgruppe

Das Seminar wendet sich primär an Ingenieurinnen und Ingenieure,

  • die bereits statische Festigkeitsnachweise und Ermüdungsfestigkeitsnachweise in Versuchs- oder Berechnungsabteilungen durchführen, bisher aber hauptsächlich traditionelle Nachweiskonzepte einsetzen (wie beispielsweise die Richtlinie Linear),
  • die die Vorteile der Richtlinie Nichtlinear gegenüber der Richtlinie Linear kennenlernen möchten und/oder
  • die das Seminar als Einstieg in die Anwendung der Richtlinie Nichtlinear nutzen möchten.

Ihr Nutzen

Sie erhalten

  • Hintergrundinformationen zur neuen Richtlinie Nichtlinear,
  • Kenntnis darüber, wie Nachweise auf Basis der Richtlinie Nichtlinear geführt werden und
  • für drei Monate eine kostenlose Testlizenz "FKM NL inside Ansys" bzw. "AutoFENA NL"

Wir zeigen Ihnen

  • die praktische Anwendung der Richtlinie Nichtlinear auf Basis von Finite-Elemente-Berechnungen anhand von Beispielen unter Verwendung der Software FKM NL inside Ansys und
  • programmunabhängige Besonderheiten bei der Nachweisführung im Zusammenspiel mit FEM-Modellen.

Theoretisch einfach: Hellwach beim Ermüdungsnachweis

Session 1: Einführung in die FKM-Richtlinien

  • Geltungsbereich der FKM-Richtlinien
  • Statische Festigkeitsnachweise nach den Richtlinien Linear und Nichtlinear
  • Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach der Richtlinie Linear
  • Überblick zum Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach der Richtlinie Nichtlinear

Session 2: Werkstoffverhalten und Kerbsimulation

  • Werkstoffverhalten – experimentell bestimmt und rechnerisch abgeschätzt
  • Kerbnährungsverfahren
  • Kerbsimulation und Klassierverfahren

Session 3: Schädigungsparameter

  • Mittelspannungseinfluss (Richtlinie Linear)
  • Beanspruchung und Beanspruchbarkeit (Richtlinie Linear)
  • Schädigungsparameter PRAM und PRAJ
  • Schädigungsparameterwöhlerlinien
  • Bauteilfaktoren
  • Vergleich der Konzepte in der Richtlinie Nichtlinear

Session 4: Schadensakkumulation, Nachweis und Ausblick

  • Absenkung der Dauerfestigkeit
  • Modifikationen der Miner-Regel
  • Ausblick U-Konzept: Erweiterung der Richtlinie Nichtlinear bis Bruch

Praktisch gut: Einfache Umsetzung in Ansys

Session 5: Kurze Wiederholung von Inhalten des Theorieteils

  • Überblick zum statischen Festigkeitsnachweis und Ermüdungsfestigkeitsnachweis in der Richtlinie nichtlinear sowie zu den Unterschieden zwischen den Richtlinien Linear und Nichtlinear

Session 6: Ermüdungsfestigkeitsnachweis

  • Praktische Durchführung des Ermüdungsfestigkeitsnachweis anhand von Beispielen mittels FKM NL inside Ansys
  • Definition von Werkstoffen, Lastfolgen und anderen Nachweisparametern

Session 7: Weitere Details zu den Festigkeitsnachweisen mit Beispielen

  • Berücksichtigung des technologischen Größeneinflusses (Bauteil-Zugfestigkeit)
  • Ermittlung der plastischen Formzahl
  • Bestimmung der hochbeanspruchten Oberfläche (statistische Stützzahl)
  • Ermittlung des Spannungsgradienten (bruchmechanische Stützzahl)
  • Umgang mit nichtproportionalen Lastfolgen

Session 8: Statischer Festigkeitsnachweis

  • Versagensgrenzkurve
  • Sicherheitsfaktor
  • Bestimmung der wahren Spannungs-Dehnungs-Kurve mittels Materialgenerator
  • Praktische Durchführung des statischen Festigkeitsnachweises anhand von Beispielen mittels FKM NL inside Ansys mit Hinweisen zur Modellgestaltung
  • Auskastungsgrad

Referierende:

Der Theorieteil des Seminars wird von Frau Dr.-Ing. Melanie Fiedler, einer Autorin der Richtlinie Nichtlinear, gehalten.

Der Praxisteil des Seminars wird von Herrn Dipl.-Ing. (FH) Tim Kirchhoff vorgestellt. Herr Kirchhoff ist Prokurist und 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:                             1.370 € zzgl. MwSt.
Die Seminarunterlagen und ein Zertifikat sind in den Teilnahmegebühren inbegriffen.

Ermäßigung:
Falls Sie vollzeitstudierend sind erhalten Sie 80 % Ermäßigung:
                                               326 € inkl. MwSt.
Senden Sie uns bitte Ihre Immatrikulationsbescheinigung zu.

Falls Sie einer Forschungseinrichtung oder einer Hochschule angehören erhalten Sie 30% Ermäßigung:                959 € zzgl. MwSt.

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.