Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Abgesicherte Beschreibung des Hochtemperaturrissverhaltens innerhalb der FKM-Richtlinie "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis"

Mit der FKM-Richtlinie "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis" existiert ein etabliertes Nachschlagewerk, welches den Umgang mit fehler- bzw. rissbehafteten Bauteilgeometrien beschreibt. Dort ist jedoch die Bewertung von Rissen im Hochtemperaturbereich explizit ausgeschlossen. Seit mehr als 35 Jahren arbeitet die W14 (ein PA der FVV und FVWHT) auf dem Gebiet des Hochtemperaturrissverhaltens und hat etablierte Konzepte erstellt. Im Fokus standen und stehen Ansätze zur Beschreibung des Risseinleitungs- und des Rissfortschrittsverhaltens unter statischer und zyklischer Beanspruchung. Um die erarbeiteten Ergebnisse und den verfügbaren Kenntnisstand für die o.g. FKM-Richtlinie nutzbar machen zu können, ist es essentiell, die Übertragbarkeit für die praktische Anwendung ausreichend abgesichert zu beschreiben. Zu diesem Zweck ist im Vorhaben vorgesehen, das identifizierte Vorgehen richtlinienkonform mit expliziten Hinweisen auf Anwendungs- und Gültigkeitsbereiche aufzubereiten. Es erfolgt eine Zusammenstellung der verfügbaren Konzepte und Literatur sowie ein umfassender Vergleich des beschriebenen Berechnungsverfahrens mit denen nach internationalen Regelwerken. Ausgewählte Beispiele werden helfen, um die Konzepte anwendungsnah aufbereiten zu können. Kleine und mittelständische Ingenieurdienstleister übernehmen branchenübergreifend Aufgaben bei der Auslegung und der Überwachung von thermischen Anlagen. Für die Bearbeitung von Fragestellungen zur Bewertung von Fehlstellen - sowohl zu Beginn als auch gegen Ende der Bauteillebensdauer - müssen diese Unternehmen auf Richtlinien zugreifen können. Mit diesem Vorhaben wird es ermöglicht, die aus einer Vielzahl von Forschungsvorhaben etablierten Methoden, in einer wissenschaftlich abgesicherten Richtlinie zur Verfügung zu stellen. Diese kann von KMU, auch solchen, die bisher nur einen geringen Erfahrungsschatz zur bruchmechanischen Bewertung besitzen, direkt genutzt werden.

Ergebniszusammenfassung:

Durch das Forschungsvorhaben konnte eine praxisnahe, abgesicherte Vorgehensweise zur bruchmechanischen Bewertung (Risseinleitung und Risswachstum) von Bauteilen mit rissartigen Fehlern unter Kriech- und Kriechermüdungsbelastungen aufgestellt werden.

Kleine und mittelständische Ingenieurdienstleister übernehmen branchenübergreifend Aufgaben bei der Auslegung und der Überwachung von thermischen Anlagen. Für die Bearbeitung von Fragestellungen zur Bewertung von Fehlstellen - sowohl zu Beginn als auch gegen Ende der Bauteillebensdauer - müssen diese Unternehmen auf Richtlinien zugreifen können, die den Stand der Technik definieren und abbilden. Mit diesem Vorhaben wurde es ermöglicht, die aus einer Vielzahl von Forschungsvorhaben etablierten Methoden, in einer wissenschaftlich abgesicherten Vorgehensweise zur Verfügung zu stellen. Diese kann von KMU, auch solchen, die bisher nur einen geringen Erfahrungsschatz zur bruchmechanischen Bewertung besitzen, direkt genutzt werden, um ihr Portfolio auf Bauteile unter Kriechbeanspruchungen zu erweitern und so durch die Kooperation der Forschungsstellen mit Industrieunternehmen einen direkten Wettbewerbsvorteil zu gewinnen. Dies erhöht im besonderen Maße die Konkurrenzfähigkeit im internationalen Umfeld