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  • A 166: AVIF Forschung
    ein Gas Feststofffilterprüfstand konzipiert und gefertigt Einerseits dienten diese Prüfstände zur Ermittlung der Schmutzaufnahmekapazität und zur Beobachtung der Filtermedienregeneration und andererseits zur Messung des Druckverlustes als Funktion der Zeit bei Varia tion der Staubkonzentration Mit einem weiteren Versuchsstand konnte die Permeabilität der Filtermedien erfasst und quantifiziert werden Die vorwiegend experimentellen Untersuchungen zeigten deutlich die filtrationstechnischen Vorteile der Metalldrahtgewebe gegenüber den polymeren Geweben und den Filtermedien aus Keramik auf Die Unterschiede können vergleichbar und quantifizierend dargestellt werden Ein Schwerpunkt der Arbeit war die Bestimmung der Filtermittelfeinheit und des Druckverlustes von Metalldrahtgeweben unterschiedlichster Bindungsarten Theoretische Überlegungen und Berechnungen ermöglichen die Vorhersage der maximalen Porengröße von glatten Tressen Panzertressen Betamesh und von Köpertressengeweben Die maximale Porengröße ist hierbei als Durchmesser einer Kugel definiert welche gerade noch durch eine Maschenöffnung treten kann Diese Größe wird auch als absolute Filterfeinheit oder Trennteilchengröße bezeichnet Die aus den mathematischen Beziehungen resultierenden Ergebnisse zur Filtermedienfeinheit wurden mit Hilfe vibrationsunterstützter Nasssiebung und mittels geometrischer Ähnlichkeitsmodelle überprüft Zur Verfügung stehen nun mathematische Hilfsmittel die es dem Hersteller erlauben der vom Anwender geforderten Filtratqualität bereits im Vorfeld der Fertigung Rechnung zu tragen Sie erlauben den filtermedienspezifischen technologischen Grenzbereich für die jeweiligen Webarten vorauszusagen Des Weiteren erfolgte die Bestimmung der Porengröße durch Messung des Kapillardruckes unter Einsatz einer speziell entwickelten Apparatur zur visuellen Beobachtung der Ausbildung und der Bewegung von Gasblasen durch flüssigkeitsbenetzte Drahtgewebe Es handelt sich um einen Porometer der dem industriellen Anwender wichtige Qualitätskriterien zur Filtermittelfeinheit unter Produktionsbedingungen liefert Erarbeitet wurden mit Unterstützung numerischer Simulationsmethoden Rechenmodelle mit denen es gelingt Aussagen zu treffen bei welchen Messbedingungen die Dynamik des Bla senbildungsprozesses die Messergebnisse beeinflusst und verfälschen kann Dieser Blasenbildungsvorgang charakterisiert den resultierenden Kapillardruck der ein Maß ist für die maximale Porengröße bzw Filtermittelfeinheit Aufgezeigt werden kann wie sensibel das Kapillardruck messverfahren auf kleine Änderungen geometrischer Parameter reagiert und dass gesicherte

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  • Kategorie-Übersicht: AVIF Forschung
    widerstandspunktgeschweißter Feinblechstrukturen aus Stahl mehr A 257 Darstellung des schmelzenspezifischen Zeitstandbruchverhaltens ausgewählter warmfester Stähle auf der Grundlage der Datenaufbereitung über Neuronale Netze mehr A 260 Einfluss der Schleifbearbeitung auf Randzonenkennwerte und Zahnflankentragfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung einer zusätzlichen Oberflächenbearbeitung mehr A 262 Charakterisierung und Ersatzmodellierung des Bruchverhaltens von Punktschweißverbindungen aus ultrahochfesten Stählen für die Crashsimulation unter Berücksichtigung der Auswirkung der Verbindung auf das Bauteilverhalten mehr A 263 Schadensvorhersage in der Kaltmassivumformung

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  • A 174: AVIF Forschung
    Exponenten möglich Lebensdauerrechnungen mit einem modifizierten Kriechschädigungsansatz nach Rabotnov konnten anhand der spannungsgesteuerten Experimente mit schlüssigen Ergebnissen auch bei mehraxialer Beanspruchung in Kerbproben durchgeführt werden Bei der Nachrechnung der dehnungsgeregelten anisothermen Versuche mit betriebsähnlichen Rotorzyklus konnte bislang das Verformungsverhalten während der ersten Zyklen gut beschrieben werden da der verwendete Kriechschädigungsansatz die Schädigungsvariable zu schnell ansteigen lässt Ferner konnte die Anwendbarkeit phänomenologischer Ansätze der Lebensdauerrechnung aus vorangegangenen Arbeiten auf die modernen aktuell im Fokus stehenden Kraftwerksstähle X12 CrMo WV NbN10 1 1 23CrMoNiWV8 8 GX12CrMoWVNbN10 1 1 G17CrMoV5 10 X10 CrMo VNb 9 1 und X11 CrMo WVNb N9 1 2 jeweils bis zur oberen Anwendungstemperatur gezeigt werden Die experimentelle Datenbasis bildeten Versuche an glatten und gekerbten Proben bis rd 3000h Laufzeit mit hoch auflösender Verformungsmessung Der Vergleich der experimentell ermittelten Bruchzeit mit der über die Lebensdaueranteilregel bestimmten rechnerischen Bruchzeit bestätigt für die vorliegenden Werkstoffe deren Anwendbarkeit bei gleicher Wertung von Druck und Zugspannungen Dies ist aus der verbreiteten Anwendung der Le bensdaueranteilregel in den technischen Regelwerken ersichtlich Schließlich wurden anhand des experimentell bestimmten Spannungsverlaufs der anisothermen dehnungsgeregelten Versuche mit betriebsnaher Kriechermüdungsbeanspruchung phänomenologische Lebensdauerrechnungen durchgeführt Der kritische Lebensdauerverbrauch infolge Kriech und Ermüdungsschädigung akkumulierte für diese Versuche auf Werte knapp unter eins

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  • A 177: AVIF Forschung
    Geometrien prozesssicher Kernhärten erreichen die nach DIN 3990 für Zahnräder der Qualität MQ gefordert werden Durch Heliumabschreckung werden an den untersuchten Geometrien Kernhärten vergleichbar der Ölabschreckung erzielt dabei werden die von DIN 3990 Qualität ME geforderten Kernhärten sicher erreicht Einfluss der Abschreckintensität auf das Kerngefüge Durch Erhöhung der Abschreckintensität steigt sowohl die Härte als auch die Zähigkeit des Kerns Ursache sind die Unterschiede des Kerngefüges Hohe Abschreckintensitäten führen zu einem Kerngefüge aus unterem Bainit Massivmartensit das durch die feinere Verteilung der Carbide eine höhere Härte aufweist und sich duktiler verhält als oberer Bainit der bei Abschreckung mit minimaler Intensität erzeugt wird Einfluss der Abschreckintensität auf das Randgefüge Durch Variation der Abschreckintensität werden unterschiedliche Randgefüge vergleichbarer Härte eingestellt Bei maximaler Abschreckintensität weist der Rand eine erhöhte Anrissempfindlichkeit und eine geringere Bruchdehnung auf Mit ursächlich ist der Restaustenitgehalt des Randgefüges anzusehen der bei maximaler Abschreckintensität in verringertem Umfang vorliegt sodass eine plastische Verformung des martensitisch austenitischen Randgefüges nur in geringem Maße möglich ist Da die Initiierung des bruchauslösenden Risses im Zahnfuß stets an der Oberfläche beobachtet wurde ist zur Deutung der Ergebnisse zur Zahnfußtragfähigkeit von einem maßgebenden Einfluss des Randgefüge und Eigenspannungszustands auszugehen der vornehmlich die Biegeschwellfestigkeit bestimmt Einfluss der Abschreckintensität auf die Zahnfußtragfähigkeit Ungestrahlte Zahnräder zeigten im Dauer und Zeitfestigkeitsgebiet bei mittlerer Kernhärte 375 425 HV bzw Gasabschreckung mit mittlerer Intensität die höchste Zahnfußtragfähigkeit während die Prüfvarianten mit der höchsten Kernhärte 430 HV bzw Gasabschreckung mit maximaler Intensität die geringsten Festigkeiten erreichten Durch ein Reinigungsstrahlen konnte die Zeit und Dauerfestigkeit im Allgemeinen gesteigert werden Nach der Strahlbehandlung ergaben sich die höchsten Festigkeiten bei Prüfvarianten minimaler Kernhärte 310 360 HV bzw Gasabschreckung mit minimaler Intensität Die Prüfvarianten mit maximaler Kernhärte bzw Gasabschreckung mit maximaler Intensität wiesen die niedrigsten Zahnfußtragfähigkeiten auf Aufgrund der Besonderheiten der im Rahmen des Forschungsvorhabens durchgeführten Einsatzhärtung mit Niederdruckaufkohlung

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  • A 178: AVIF Forschung
    der Haltezeit und des Spannungsverhältnisses untersucht Zur Untersuchung von Geometrie und Größeneinflüssen wurden die Versuche an Bruchmechanikproben des Typs CT an DENT durchgeführt An den untersuchten Werkstoffen lässt sich die Kriechrisseinleitung mit den auf Cs25 Proben basierenden Methoden wie Zweikriteriendiagramm 2KD Nikbin Smith Webster Model NSW Model und Time Dependent Failure Assessment Diagram TDFAD konservativ vorhersagen Die bei der Beschreibung der Kriechrisseinleitung im Kurzzeitbereich festgestellte Geometrie und Größenabhängigkeit geht auch im Langzeitbereich nicht verloren Die jeweiligen Schmiedeversionen zeigen gegenüber den Gussversionen geringe Vorteile Dies wurde durch besser gestützte Anrisskurven auch im Langzeitbereich bestätigt Die Unterschiede zwischen wolframhaltigen und wolframfreien Werkstoffen sind vernachlässigbar Zur Beschreibung der Kriechrissgeschwindigkeit kann sowohl auf den Parameter C als auch auf den Spannungsintensitätsfaktor KI zurückgegriffen werden Nach den gängigen Gültigkeitskriterien ist der Parameter C zu bevorzugen wobei die Verwendung des Spannungsintensitätsfaktors KI keine Nachteile aufweist Das Ermüdungsrissfortschrittsverhalten lässt sich relativ gut mit einer Universal Ermüdungsrissfortschrittsgleichung unter Berücksichtigung unterschiedlicher R Verhältnisse beschreiben Zur Ermittlung der Kriechermüdungsrisseinleitungsdauer an den 10 Cr Stählen lässt sich auf das modifizierte 2KD und auf den Parameter C zurückgreifen Um kurze Haltezeiten und kleine R Verhältnisse weiterhin konservativ bewerten zu können ist eine Absenkung der jeweiligen Kriechrisseinleitungskurve notwendig Wird der Kriechermüdungsrissfortschritt über eine Akkumulation aus Ermüdungs und Kriechrissanteilen ermittelt ergibt sich eine konservative Vorhersage Mit Hilfe von TEM Untersuchungen wurden die Ausscheidungs sowie die Versetzungsstruktur für die wolframhaltigen Schmiedestahl X12CrMoWVNbN10 1 1 1A und für den Stahlguss GX12CrMoWVNbN10 1 1 2A charakterisiert Um endgültige Schlüsse hinsichtlich des Einflusses der Mehrachsigkeit des Spannungszustandes auf die Mikrostruktur ziehen zu können sind weitere Analysen der unterschiedlichen Zustände erforderlich Die Möglichkeit einer Korrelation zwischen den Berechnungsverfahren zur Rissbeschreibung und den mikrostrukturellen Vorgängen bedarf ebenfalls weiterer Untersuchung und Überprüfung Insgesamt ließen sich die in vorangegangenen Untersuchungen an 1 CrMoNiV Stählen gewonnenen Erkenntnisse und Regeln auch auf die vorliegenden

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  • A 182: AVIF Forschung
    Erwartung dass die Gewebe selbst eine wesentliche Quelle der Messunsicherheit darstellen wenn nicht detailliert festgelegt wird wo die Messung durchgeführt werden soll Das stellte vor allem für sehr feine Gewebe ein erhebliches Problem dar Um dieses Phänomen für die Detailanalyse der anderen Einflussfaktoren auszuschließen wurden die meisten Untersuchungen an definierten Einzelmaschen bzw drähten durchgeführt Für Stahldrahtgewebe mit Maschenweiten von 2 mm und größer werden meistens Messschieber verwendet Im Projekt konnte nach eingehenden Untersuchungen nachgewiesen werden dass die Messunsicherheit bei Beachtung relativ einfacher Voraussetzungen keine Probleme mit den Toleranzvorgaben der Produkte erzeugt Im Detail heißt das dass eine zwischen den Parteien vereinbarte Messvorschrift vorliegen muss und dass die Messschieber eine hinreichend genaue Anzeigeauflösung haben müssen Es zeigte sich aber auch dass sich die messtechnische Erfahrung der Person die die Messungen an Stahldrahtgeweben durchführt im Allgemeinen stärker auf die Messunsicherheit auswirkt als eine Kalibrierung des Messinstruments Für die Berechnungen wurden zwei aktuelle international akzeptierte Methoden herangezogen Als Ergebnis kann festgehalten werden dass der Messschieber bei Beachtung der genannten Voraussetzungen ein gebrauchstaugliches Messinstrument für Stahldrahtgewebe mit Maschenweiten von 2 bis 32 mm bzw Drahtdurchmessern von 0 5 bis 12 mm ist Unter diesen Umständen ist meist eine Messunsicherheit im Bereich von 0 1 bis 0 2 mm festzustellen Die Vermessung von Stahldrahtgeweben mit Maschenweiten zwischen 0 02 und 2 mm erfolgt meist mit optischen Verfahren Lupen Mikroskope Kameraoptiken Dabei sind manuelle analoge und rechnergestützte digitale Methoden zu unterscheiden Im Gegensatz zu den manuellen Messungen mit dem Messschieber zeigte sich dass die Ergebnisse teilweise beträchtlich systematisch voneinander abweichen Das heißt dass trotz Reduzierung einiger erkannter Einflussgrößen die Resultate dennoch weiterhin teilweise erheblich voneinander abwichen Dieses Phänomen war im Grundsatz schon zu Beginn des Projektes bekannt Die zentrale Frage richtete sich daher auf die Quantität der jeweiligen Einflussgrößen Das Gewebe selbst als wesentliches Quelle der Messunsicherheit wurde bei den Untersuchungen weitgehend ausgeschaltet um nicht andere Faktoren sozusagen im Grundrauschen nicht mehr erkennen zu können Dabei kristallisierten sich im Wesentlichen drei Größen heraus die je nach Messbedingungen in ihrer Quantität variierten Die Art der Beleuchtung des Messobjektes Streulicht oder paralleles Licht Lichtstärke und Helligkeitsschwankungen im Messfeld wirkt sich signifikant auf das Ergebnis aus Diese Komponenten sind gerätespezifisch und meist ohne Umbau kaum zu beeinflussen Sie stellen für die Messenden eine Varianz dar die aus der Hardware des Instrumentes resultiert Ein zweiter wesentlicher Faktor ist die mangelnde Reproduzierbarkeit von Einzelmessungen Trotz sehr ähnlicher Messbedingungen gleiches Gerät mit gleichen Einstellungen und Wiederholung der Messung nach kurzer Zeit schwankten die Resultate teilweise erheblich Ursache für diese Beobachtung ist im Wesentlichen die Messsoftware Das heißt praktisch dass bereits geringfügige Schwankungen in den Messbedingungen zu deutlich abweichenden Ergebnissen führen können In der Summe bedeutet dies dass ein signifikanter systematischer durch einen deutlichen zufälligen Effekt überlagert wird Damit lassen sich die im Vorfeld beobachteten Abweichungen zwar erklären Für eine Begründung der festgestellten quantitativen Unterschiede reichen diese Feststellungen allerdings noch nicht aus Daher musste eine weitere signifikante Einflussgröße vorhanden sein Sie wurde in der Kalibrierung der Geräte gefunden Die Verwendung von praktisch zweidimensionalen

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  • A 188: AVIF Forschung
    sondern ist ein Tensor vierter Stufe Da aber bei metallischen Werkstoffen die Eigenschaften über viele Kristalle gemittelt werden und bei regelloser Kristallanordnung ein quasiisotropes Verhalten zeigen ist es für die meisten Berechnungen zulässig von einem mittleren E Modul des Werkstoffs auszugehen Abweichungen von der regellosen Kristallorientierung werden als ausgeprägte Texturen bezeichnet diese führen zu richtungsabhängigen Eigenschaften Übertragen auf Stahlbleche bedeutet dies dass durch das Einstellen einer bestimmten Textur in einigen Richtungen ein erhöhter und in anderen Richtungen ein verringerter E Modul eingestellt werden kann Allerdings erreicht man auch bei Stählen mit ausgeprägter Textur keinen maximalen E Modul der deutlich über 220 GPa liegt und außerdem erzeugt man durch das Einstellen einer besonders scharfen Textur unerwünschte Anisotropien aller mechanischen Eigenschaften Deshalb stellt die Texturbeeinflussung kein geeignetes Mittel dar den Elastizitätsmodul von Karosseriestählen im gewünschten Maß zu steigern Gelöste Legierungselemente beeinflussen den E Modul von Stählen nur gering Die meisten Elemente zu denen auch Kohlenstoff als wichtigstes Legierungselement von Stahl gehört senken den Elastizitätsmodul mit steigendem Legierungsgehalt Lediglich für die Elemente Re Co und Cr wurde eine geringe Zunahme des E Moduls mit steigendem Legierungsgehalt beobachtetet die jedoch nur wenige GPa beträgt Eine Veränderung des Anteils der gelösten Legierungselemente stellt demnach ebenfalls kein geeignetes Mittel dar bei Stahl einen hohen E Modul gezielt einzustellen Überschreitet der Legierungsanteil eines Elements die Sättigungskonzentration eines Werkstoffs dann kommt es zur Bildung von Ausscheidungen Einige davon wie zum Beispiel TiB2 VC AI2O3 oder Y2O3 besitzen einen besonders hohen Elastizitätsmodul so dass durch Vergrößerung des Gehalts der jeweiligen Ausscheidung der E Modul von Stahl deutlich gesteigert werden kann Um einen Elastizitätsmodul von 290 GPa einzustellen muss zum Beispiel der TiB2 Anteil des Werkstoffverbunds Stahl TiB2 30 betragen Ein solcher Werkstoffverbund eignet sich allerdings nicht für die Verwendung im Karosseriebereich weil die Umformbarkeit infolge des hohen Ausscheidungsgehalts sehr stark beeinträchtigt wird Der E Modul von Stahl sinkt mit steigender Temperatur progressiv Während der Umwandlung der Kristallstruktur an der A3 Temperatur nimmt der E Modul erkennbar zu da die austenitischen Stähle mit der kfz Kristallstruktur dichter gepackt sind als die ferritischen krz Stähle Aufgrund dieser Überlegung sollten die Austenite grundsätzlich einen höheren E Modul als die Ferrite besitzen Infolge des ferromagnetischen Charakters des krz Eisens kommt es allerdings unterhalb der Curie Temperatur zu einer Elektronenspinkopplung die zu einer höheren Steifigkeit des Kristallgitters führt so dass für kubisch raumzentrierte Stähle höhere Elastizitätsmodule gemessen werden Während der Produktion von Stahlblechen kommt es zu verschiedenen Formänderungsprozessen und technischen Wärmebehandlungen die ebenfalls den E Modul des Werkstoffs beeinflussen Der E Modul von Stählen wird vor allem durch plastische Verformung deutlich reduziert Diese Verringerung des Elastizitätsmoduls kann je nach Stahl mehr als 10 des ursprünglichen Werts betragen Bei den meisten Stählen reichen schon geringe plastische Verformungen aus um den E Modul erheblich zu senken allerdings beeinflusst eine weitergehende plastische Verformung den Elastizitätsmodul nicht mehr so stark Für Karosserieteile bedeutet dies dass nach der Blechumformung der Elastizitätsmodul des verwendeten Werkstoffs im Vergleich zum Ausgangszustand stark reduziert ist Durch eine geeignete Wärmebehandlung kann der durch Vorverformung

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  • Kategorie-Übersicht: AVIF Forschung
    Seite 9 Seite 10 Seite 11 Seite 12 A 270 Neue universelle Bemessungsmethode für schwingend belastete gesinterte Bauteile komplexer Geometrie mehr A 271 Entwicklung eines erweiterten Berechnungsverfahrens zur Ermittlung optimaler Zahnflankentragfähigkeit bis in den Bereich großer Werkstofftiefen Ergänzungsversuche zur Verifizierung an größeren Zahnrädern mehr Vorherige Seite 3 Seite 4 Seite 5 Seite 6 Seite 7 Seite 8 Seite 9 Seite 10 Seite 11 Seite 12 zurück zur Gesamtübersicht Forschungsvereinigung der

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