Schwingfestigkeit und Eigenspannungen dünnwandiger Laserstrahlschweißverbindungen aus Magnesium unter mehrachsiger Beanspruchung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Thomas Nitschke-Pagel; Professor Dr. Cetin Morris Sonsino
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 191076967

Das Forschungsvorhaben verfolgt das Ziel der Entwicklung von Festigkeitshypothesen für die mehrachsige Beanspruchung dünnwandiger Laserstrahlschweißverbindungen aus Magnesium unter einstufiger und betriebsartiger Beanspruchung mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen. In der ersten Projektphase wurden erfolgreich Festigkeitshypothesen zur Bewertung einstufiger Beanspruchung identifiziert und modifiziert. Die Fortsetzung des Projekts soll gleiches für reale Belastungen mit variablen Amplituden ermöglichen. Da derzeit keine Erkenntnisse zum Schwingfestigkeitsverhalten von Magnesiumschweißverbindungen unter mehrachsigen, variablen Beanspruchungen vorliegen, sind hierzu neben der Analyse bestehender Festigkeitshypothesen experimentelle Arbeiten durchzuführen. Eine wesentliche Ergänzung stellt die Beschreibung des Eigenspannungszustandes dar. Messtechnisch ist dies nur von der Außenseite der untersuchten Rohrprobengeometrie zu erreichen, wobei die Informationstiefe zwangsläufig begrenzt ist. Die Messungen von der zugänglichen Oberfläche aus sind dennoch eine unverzichtbare Voraussetzung für die Überprüfung der berechneten Eigenspannungen, die die Beschreibung der Eigenspannungen auch an messtechnisch unzugänglichen Stellen ermöglichen. Das Ziel der Fortsetzungsphase ist die Untersuchung der durch den Schweißvorgang beeinflussten Anisotropie und deren Einfluss auf die Eigenspannungsentstehung und Eigenspannungsstabilität. Hierzu sind Experimente zur Veränderung des Eigenspannungszustandes bei Axial-, Torsions- und kombinierter Beanspruchung vorgesehen. Eine Berechnung des Eigenspannungsabbaus ist überdies vorgesehen.Die Projektergebnisse schließen eine für Magnesiumschweißverbindungen bestehende Wissenslücke und verringert den derzeit bestehenden Wissensrückstand gegenüber anderen Konstruktionswerkstoffen, wie Aluminium und Stahl. Hierdurch wird die Grundlage geschaffen, das Leichtbaupotential von Magnesium in Zukunft besser ausschöpfen zu können und ein Beitrag zur Energie- und Ressourcenschonung geleistet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen