Regensburg 2025 – wissenschaftliches Programm

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KFM: Fachverband Kristalline Festkörper und deren Mikrostruktur

KFM 17: Functional Materials: Performance, Reliability and Degradation; and Complex Materials (joint session MM/KFM)

KFM 17.1: Vortrag

Donnerstag, 20. März 2025, 11:45–12:00, H23

Untersuchungen des Bruchverhaltens im Bereich der Ultra-Langzeitfestigkeit von Federstählen — •Jörg Gollnick — THM, FB ME, Wiesenstr. 14, 35390 Gießen

In einer hochfrequenten resonanten Anwendung als Spiegel für Laserscanner werden Federstähle des Typs Ck101 im Grenzbereich belastet. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden die spezifischen Möglichkeiten untersucht, die Lebensdauer dieser Bauteile zu steigern. Bislang wurden nur unzureichende Lebensdauern erreicht.

Bemerkenswert war die Ausprägung des Versagensverhaltens, dass in Zusammenhang mit der Fertigungstechnologie einem Sprödbruch unter Mode III nach den bruchmechanischen Ansätzen gemäß Griffith entspricht. Aus der Erklärung der Schädigungen wurden weitere Möglichkeiten untersucht, die Lebensdauer nicht nur zu steigern sondern weiterhin die nach Paris-Erdogan zu erwartende Dauerfestigkeit genau zu bestimmen.

Mit hohen Frequenzen im Bereich bis zu 10000kHz werden Bauteile bis zu 10 Milliarden Schwingungen im Grenzbereich betrieben. Eine mehrstufige Auswertung nach dem Treppenstufenverfahren zeigt, dass eine Auswertung in diesem Segment nicht nur möglich ist, sondern als geeignete Strategie angesehen werden darf, die Erkenntnisse der Ultra-Langzeitfestigkeit diesbezüglich zu erweitern.

Weitergehende Versuche werden vorgestellt.

Falls gewünscht kann der Vortrag und Beitrag gerne auch auf englisch abgefasst werden.

Keywords: Bruchmechanik; zyklische Belastung; Federstahl, hochfester Vergütungsstahl; Ultra-Long-Life-Fatigue; Treppenstufenverfahren