Forschungsprojekt „SWL Aluminiumguss"

Zur Abschätzung der Bauteilbeanspruchbarkeit und Optimierung der Bauteilauslastung werden neben Werkstoffnormen rechnerische Auslegungskonzepte auf Basis von Bauteil- (Nennspannungskonzept) oder Werkstoff-Wöhlerlinien (Örtliches Konzept) herangezogen, die in Regelwerken eingebunden sind, wie z.B. die FKM-Richtlinie oder DNV GL, sowie Synthetische Wöhlerlinien. Die Ansätze stützen sich im Wesentlichen auf die Werkstoff-Wechselfestigkeit, welche über die Zugfestigkeit R_m, die 0,2%-Dehngrenze R_p0,2 oder der Härte abgeleitet ist. Eine zuverlässige Anwendbarkeit dieser Ansätze ist aufgrund teils veralteter Erkenntnisse heute vielfach nicht mehr gegeben. Nach neueren Untersuchungen existieren teilweise deutliche Unterschiede zwischen experimentell und rechnerisch ermittelten Werkstoffkennwerten. Auch eine Unterscheidung der verschiedenen Gießverfahren, wie Sand-, Kokillen- und Druckguss, ist in den bisherigen Ansätzen nicht berücksichtigt. Ein Vergleich mit Versuchsdaten aus der Literatur zeigt, dass die Abschätzung der Schwingfestigkeit von Aluminiumgusswerkstoffen anhand der Kennwertfunktionen nach gängigen Richtlinien, insbesondere für Sand- und Kokillenguss, nicht zutrifft und die zyklischen Werkstoffeigenschaften teilweise überschätzt werden. Die Gießereien können somit die durch Richtlinien errechneten Schwingfestigkeiten nicht mit der Praxis vergleichen, so dass eine zutreffende Bauteilfestigkeitsabschätzung misslingt.