Accuracy analyses of fatigue life predictions for multiaxially non-proportionally stressed notched components - a database evaluation

Kraft, Jan; Linn, Alexander; Wachter, Michael L.; Esderts, Alfons; Vormwald, Michael

doi:10.1016/j.ijfatigue.2022.107088

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“…Zusätzlich wird ein Ansatz zur verbesserten Berücksichtigung des Einflusses der Oberflächenrauheit auf die Schwingfestigkeit durch Anpassung der Wöhlerlinienneigung vorgestellt. Aktuell werden Ansätze zur Berücksichtigung mehrachsig proportionaler und nichtproportionaler Beanspruchungszustände im Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach FKM-Richtlinie nichtlinear genauer untersucht [25,26]. In der Literatur existieren Ansätze "skalierter Normalspannungen", bei denen der elastizitätstheoretisch berechnete, mehrachsige Spannungszustand zu jedem Zeitschritt mit einem Skalierungsfaktor gewichtet und in einen einachsigen Spannungsraum projiziert wird.…”

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“…Die Lebensdauerberechnung muss dann für verschiedene Schnittebenen geführt werden, wobei die kürzeste berechnete Lebensdauer der Bauteillebensdauer entspricht. Alternativ werden auch Untersuchungen im mehrachsigen Spannungs‐ und Dehnungsraum durchgeführt, wodurch die Schädigungswirkung der einzelnen Komponenten in der Schadensakkumulation individuell berücksichtigt werden kann [25]. Eine Erweiterung der Werkstoffgruppen der FKM‐Richtlinie nichtlinear auf höherfeste Stähle wird untersucht [19].…”

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Cyclic utilization rates of the FKM guidelines: Definition and proposal of an efficient iteration procedure

Fiedler,

Weichert,

Rennert

2023

Materialwissenschaft Werkst

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Die 2019 erschienene FKM‐Richtlinie nichtlinear enthält aktuell noch keine Definition für einen zyklischen Auslastungsgrad in Lastrichtung. Grund hierfür ist unter anderem das nichtlineare Materialverhalten, das die Berechnung eines Auslastungsgrades in Lastrichtung erschwert. Um die Definition eines zyklischen Auslastungsgrades zu ermöglichen, wird zunächst der zyklische Auslastungsgrad nach der FKM‐Richtlinie Rechnerischer Festigkeitsnachweis genauer untersucht und ein Vorschlag für ein effizientes Iterationsverfahren für die Berechnung des Auslastungsgrades basierend auf der konsequenten Miner‐Regel gemacht. Dabei kann gezeigt werden, dass dieses Iterationsverfahren eine vergleichbare Treffsicherheit wie das Newton‐Verfahren aufweist. Anders als der Rechnerische Festigkeitsnachweis berücksichtigt die FKM‐Richtlinie nichtlinear bei der Berechnung der Bauteillebensdauer elastisch‐plastisches Materialverhalten. Dadurch entsteht eine Nichtlinearität in der Berechnung, die eine Definition einer Zielfunktion für das Newton‐Verfahren schwierig macht. Dem Anwender bleibt hier aktuell nur der Weg einer Intervallschachtelung, die jedoch mit erheblichem Rechenaufwand verbunden ist. Das neu eingeführte effiziente Iterationsverfahren benötigt hingegen nicht die Definition einer Zielfunktion und deren Ableitung, um den nächsten Iterationswert zu berechnen. Die Einführung des effizienten Iterationsverfahrens ermöglicht so erstmalig die schnelle Berechnung eines zyklischen Auslastungsgrades nach der FKM‐Richtlinie nichtlinear, der innerhalb dieses Beitrages definiert und für den ein Abbruchkriterium empfohlen wird.

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Section: Historie Der Fkm-richtlinien Und Einführungunclassified

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