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Lehrende: Christoph Bleicher
Veranstaltungsart:
Vorlesung
Orga-Einheit: FB16 Maschinenbau
Anzeige im Stundenplan:
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Fach:
Anrechenbar für:
Semesterwochenstunden:
2
Unterrichtssprache:
Englisch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | -
Digitale Lehre:
Es ist angestrebt, die Vorlesung in Präsenz abzuhalten. Jedoch kann, abhängig vom Pandemie-Geschehen und gesetzlichen Vorhaben, die Vorlesung auch online stattfinden. Informationen sowie der Zoom-Link findet sich dann rechtzeitig in moodle.
Lehrinhalte:
- Einleitung und Motivation zur Nutzung von Gussbauteilen, Beispiele für den Einsatz von Gusswerkstoffen und –bauteilen.
- Übersicht über die wichtigsten Gusswerkstoffe und deren quasi-statische und zyklische Eigenschaften, Übersicht über die Formverfahren, Formstoffe und Schlichten sowie deren Bedeutung für die Herstellung von ungänzenfreien Gussbauteilen, Einsatzzwecke und –grenzen von Gusswerkstoffen.
- Betriebsfestigkeit von gegossenen Werkstoffen und Komponenten; quasi-statische und zyklische Festigkeitskennwerte, zyklische Charakterisierung von Gusswerkstoffen für die spätere Bauteilbemessung, Lastanalyse von Betriebs- und Sonderlasten etwa für die Windenergie, Größeneinflüsse bei Gussbauteilen und Möglichkeiten der Lebensdauerabschätzung großer Gussstücke.
- Typische Werkstoffungänzen im Guss und deren Abschätzung mit Hilfe der Erstarrungssimulation, Einführung in die Normung zur Beurteilung von Ungänzen (ASTM- und BDG-Normen).
- Gestaltung und Konstruktion urgeformter Bauteile, Normen und Richtlinien (z.B. BDG K200), Berücksichtigung von Leichtbauaspekten durch gezielten Einsatz der Simulation, Praxisbeispiele.
- Betriebsfeste Gestaltung gegossener Bauteile, Herausforderungen und Lösungen für die Lebensdauerbeurteilung beim Auftreten von Werkstoffungänzen durch die Vernetzung von zerstörungsfreier Prüfung, Erstarrungssimulation und Betriebsfestigkeit, neue Werkstoffe und Legierungskonzepte im Hinblick auf die zyklische Beanspruchbarkeit (z.B. ADI).
- Virtuell basierte Auslegungsmethoden, Grundlagen der Prozess- und Erstarrungssimulation, Abschätzung der lokalen Gefügeausbildung mit Hilfe der Erstarrungssimulation, „Gießerei 4.0“.
Nachdem die Studierenden die Lerneinheit erfolgreich abgeschlossen haben, sollten sie in der Lage sein:
- Die unterschiedlichen Gusswerkstoffe unter Berücksichtigung von deren Charakteristik ihren Einsatzzwecken in Bauteilen auszuwählen.
- Die lebensdauerbestimmenden Kenngrößen für Gussbauteile (Beanspruchung, Werkstoffkenngrößen, Größeneinfluss, Ungänzen) zu erläutern.
- Die konstruktiven Rahmenbedingungen für leichtbau- und beanspruchungsoptimierte Gussbauteile unter Berücksichtigung des Fertigungsverfahren sowie einsetzbarer Simulationsmethoden zu erläutern.
- Eine Entscheidung darüber zu treffen, wie ein Gussbauteil bei unterschiedlichen Wanddicken, Größeneinflüssen sowie lokalen Ungänzen unter Einsatz geeigneter Simulationswerkzeuge und zerstörungsfreier Prüfverfahren richtig zu beurteilen ist.
Literatur:
- Haibach, E.: Betriebsfestigkeit – Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, 2006
- Hasse, S.: Guß- und Gefügefehler – Erkennung, Deutung und Vermeidung von Guß- und Gefügefehlern bei der Erzeugung von gegossenen Komponenten. Schiele & Schön Verlag, Berlin, ISBN 3-7949-0639-X, 1999
- DNV GL, “Machinery for wind turbines, DNVGL-ST-0361,” DNV GL AS, September 2016
- Krautkrämer, J.; Krautkrämer, H.: Werkstoffprüfung mit Ultraschall. 5., völlig überarbeitete Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, ISBN-Nr. 978-3-662-10910-6, 1986
- Bührig-Polaczek, A.; Michaeli, W.; Spur, G.: Handbuch Urformen, Verlag: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, Print ISBN: 978-3-446-42035-9, 2013
- Weitere Literatur wird in der Vorlesung zur Verfügung gestellt bzw. angesprochen
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