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Lehrende: Dr.-Ing. Britta Schramm
Veranstaltungsart:
Vorlesung
Orga-Einheit: Maschinenbau
Anzeige im Stundenplan:
Fatigue Cracks
Semesterwochenstunden:
2
Unterrichtssprache:
Englisch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | -
Voraussetzungen und Empfehlungen:
Grundkenntnisse in Technischer Mechanik (Statik und Festigkeitslehre) und Werkstoffkunde
Ziel der Veranstaltung:
Mit den Inhalten der Lehrveranstaltung „Fatigue Cracks“ sind die Studierenden in der Lage…
- in der Vergangenheit aufgetretene Schäden infolge von Risswachstum zu bewerten und Schadensursache sowie Maßnahmen zur Schadensvermeidung zu benennen,
- die wesentlichen Grundlagen und bruchmechanischen Größen zu beschreiben und eigenständig auf einfache Rissprobleme anzuwenden,
- den Begriff Ermüdungsrisswachstum zu beschreiben und dabei häufig auftretende bruchmechanische Größen wiederzugeben sowie Konzepte zur Bewertung von Ermüdungsrissen anzuwenden,
- für das Ermüdungsrisswachstum relevante Werkstoffkennwerte und -kennfunktionen zu nennen, ihre Ermittlung und Darstellung zu beschreiben und wesentliche Einflussfaktoren zu bewerten,
- weitere Anwendungen des Themenfelds Bruchmechanik / Ermüdungsrisswachstums (z.B. Mixed Mode Belastung, Betriebsbelastung und aktuelle Forschungsthemen) zu nennen und zu erläutern.
Zielgruppe:
Studierende des Maschinenbaus, des Wirtschaftsingenieurswesen, des Chemieingenieurswesen, der Technomathematik , der Informatik und der Physik
Inhalt:
Bei der klassischen Festigkeitsberechnung werden Bauteile ohne Defekte und Risse vorausgesetzt. Ihre Existenz verändert jedoch das Festigkeitsverhalten von Bauteilen und Strukturen und kann zu einem Versagen unterhalb der statischen Festigkeit oder Ermüdungsfestigkeit führen. Im Gegensatz dazu geht die Bruchmechanik vom Vorhandensein von Rissen in Strukturen und Bauteilen aus.
Die englischsprachige Vorlesung "Fatigue Cracks" befasst sich mit den wesentlichen Grundlagen der Bruchmechanik. Insbesondere werden folgende Inhalte diskutiert:
- Einführung: Risse in Komponenten und technischen Strukturen
- Bruchmechanische Grundlagen
- Ermüdungsrisswachstum unter zyklischer Belastung
- Experimentelle Bestimmung der bruchmechanischen Materialkennwerte
- Simulation des Ermüdungsrisswachstums
- Weitere Anwendung bruchmechanischer Konzepte und Methoden (z.B. Mixed-Mode-Belastung, Betriebsbelastung, funktional gradierte Materialien, verschiedene Beispiele für Schadensfälle)
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Britta Schramm
Literatur:
Literaturempfehlung:
- Richard, H.A.; Sander, M.: Fatigue Crack Growth. Springer Verlag, Switzerland, 2016
- Richard, H.A.; Sander, M.: Ermüdungsrisse. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2012
- Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM): FKM-Richtlinie Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile. VDMA Verlag, 2012
- Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM): FKM-Richtlinie Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile. VDMA Verlag, 2018
- Gross, D.; Seelig, Th.: Bruchmechanik, 5. Aufl., Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2011
- Kuna, M.: Finite Elements in Fracture Mechanics. Springer, 2013
- Richard, H.A.; Kullmer, G.; Schramm, B.; Riemer, A.: Schadensvermeidung und Lebensdauerverlängerung in technischen Komponenten. Materials Testing 53 11-12 (2011) 700 -708
- Schramm, B.; Richard, H.A.; Kullmer, G.: Theoretical, experimental and numerical investigations on crack growth in fracture mechanical graded structures. Engineering Fracture Mechanics 167 (2016) 188-200
Ergänzende Veranstaltungen:
- Numerische Methoden in der Produktentwicklung 1
- Numerische Methoden in der Produktentwicklung 2
- Betriebsfestigkeit
- Strukturanalyse 1
- Strukturanalyse 2
- Biomechanik des menschlichen Bewegungsapparats
- Biomechanik in der technischen Orthopädie
- Projektseminar "Auslegung und Optimierung von Strukturbauteilen"
Wichtige Hinweise:
Aktuelle Corona Seite: https://www.uni-paderborn.de/universitaet/presse-kommunikation/corona-news/ (hier: Lehrveranstaltungen) – Weitergehende Infos dazu erhalten Sie von Ihren Lehrenden
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