Bewertung der fertigungstechnologischen Einflussgrößen Laserstrahlschweißen und Sintern auf die Betriebsfestigkeit*

Abstract

KurzfassungIn dieser Arbeit wurde eine Bemessungsmethode für eine komplex gefertigte Motorelementkomponente, die Teil eines Nockenwellenverstellersystems ist, erarbeitet. Diese Komponente, die während des Betriebs unter pulsierendem Innendruck steht, besteht aus einem kaltumgeformten Stahldeckel, der mit einem Stahlsinter- bauteil überlappend laserstrahlverschweißt wird. Zur Bewertung der Einflussgrößen Werkstoff, Gestaltung und Fertigung auf die Lebensdauer wurde das komplexe Bauteil systematisch durch bauteilähnliche vereinfachte Detailproben experimentell im Einstufenversuch untersucht. An den bauteilähnlichen Versuchskörpern wurde mittels FEM die Kerbspannung für einen Referenzradius rref = 0,05 mm berechnet und eine Kerbspannungswöhlerlinie abgeleitet. Diese Referenzwöhlerlinie wurde anschließend zur Auslegung des komplexen Bauteils verwendet.Zur Verifizierung der Berechnung wurde die Schwingfestigkeit des Bauteils experimentell ermittelt. Hierbei zeigten sich konservative Ergebnisse. Durch Berücksichtigung des höchst beanspruchten Werkstoffvolumens konnte die Abschätzung verbessert werden.

Design methods for reliable fatigue assessment of PM components

“…There is no significant difference in applying V 80% or V 90% , but, V 80% might be recommended for two reasons: firstly, the volume calculation proves to be more practical [23] and, secondly, this volume may compensate the higher degree of inhomogeneities of a PM component [24]. The influence of the chosen volume (V 80% -V 90% ) as well as the influence of different stress ratios (R A 0, R a -1) are being investigated in a research project that is currently running.…”