Laborübungen und Projekte
Experimenteller und rechnerischer Betriebsfestigkeitsnachweis
Im Labor „Experimenteller und rechnerischer Betriebsfestigkeitsnachweis“ zur Vorlesung „Bauteilsicherheit und ‐zuverlässigkeit führen Sie mit einem instrumentierten Rennrad (DMS an Gabel, Lenker, Sattel) mehrere Messfahrten durchführen. Dabei werden die Belastungen während dem Betrieb des Fahrrades aufgezeichnet und später mit einer Messsoftware analysiert. Mithilfe der gewonnen Erkenntnisse sind sie dann in der Lage eine Aussage über die Lebens- bzw. Gebrauchsdauer des Fahrrades zu machen.
Computational Life Time Assessment
In the modern world of engineering fatigue is a crucial factor, and therefore also the ability of its prediction. Although the experimental approach is commonly used, the more cost efficient approach of computational assessment is often used as part of a holistic solution.
Using the software “winLIFE” and the theories of “Nominal Stress Concept” and “Local Strain Concept” the life time of a steering link subjected to a dynamic load will be assessed. Different geometries of the link, as well as, different loading spectrums will be considered and optimized.
Component flow curve
A flow curve characterizes the mechanical behavior of a material. That is the relation between the applied load and the resultant deformation. This characterization defines the properties of a material both in the elastic and plastic areas, as well as, under static and dynamic loads.
In the “Component flow curve” lab we will produce the experimental flow curves of specimens with different geometries, and the relevant theories will be put to the test. For this aim we will apply strain gauges and load the specimens in a tensile machine, both statically and dynamically. The results will be used to determine the relevant properties of the material and to estimate the life-time of the tested component.
Fertigungstechnik
Im Rahmen der Laborversuche wird aufgrund der großen Teilnehmerzahl der Schwerpunkt auf die Vermittlung von werkstoff- und verfahrenstechnischen Grundlagen gelegt, um den Kenntnisstand der Erstsemester anzugleichen. Die Inhalte der Versuche dienen dem grundsätzlichen Verständnis der Fertigungstechnik dienen.
Fügetechnik
Fügetechnik ist die Lehre über das Verbinden von mindesten zwei Fügepartnern. Im Labor Werkstoff- und Fügetechnik (LFW) liegt der Fokus auf dem Fügen von metallischen Bauteilen. Die Laborübung geht auf die Grundlagen der form-, kraft- und stoffschlüssigen Verfahren ein. Anhand einer Auswahl von punkt- und nahtförmigen Fügeverbindungen werden den Studierenden - über die Grundlagen hinaus gehend - Anwendungen im Bereich der Fahrzeugtechnik, des Maschinenbaus sowie der Feinwerktechnik und Elektrotechnik vorgeführt und deren technischen Möglichkeiten aufgezeigt.
Gefügeumwandlung beim Lichtbogenschweißen
Der Wärmeeintrag beim Schweißen führt im Bereich der Fügestelle zu einer lokal begrenzten Wärmeeinflusszone (WEZ) und einer daraus resultierenden Gefügeumwandlung (Wärmebehandlung der Bauteile). Solche Veränderungen im Gefüge sind meist unerwünscht, da sie u.a. die mechanisch-technologischen Eigenschaften des Bauteils nachhaltig verändern. Der Laborversuch zeigt zum einen die Auswirkungen auf das Bauteil auf und geht auf geeignete Verfahrensparameter zur Verbesserung der Qualität der Fügeverbindung ein. Zur Abschätzung der Abkühlzeiten (t8/5-Konzept) für zwei- und dreidimensionale Wärmeleitung und der daraus resultierenden Gefügeumwandlungen werden geeignete Berechnungs-verfahren vorgestellt.
Zerstörungsfreie Prüfung ZfP
Aufgabe der ZfP ist es Bauteile auf Schäden und Unregelmäßigkeiten hin zu prüfen ohne diese zusätzlich zu beschädigen. Die ZfP reicht dabei von der einfachen Sichtprüfung bis hin zu technisch anspruchsvollen Prüfungen wie Röntgen. Anwendung findet diese in der Fertigung um zum Beispiel die Maßhaltigkeit von Bauteilen zu prüfen, also hat die M10 Schraube wirklich einen Durchmesser von 10 mm, oder zur Schadensanalyse. Bei der Schadenanalyse wird geprüft was zum Versagen des Bauteils geführt hat.
In der Laborübung werden ein Verfahren der Durchstrahlungsprüfung, ein Verfahren der Magnetflussprüfung und ein Verfahren der Sichtprüfung von den Studenten eigenständig durchgeführt. Dabei lernen die Studenten welche möglichen Fehler in der Anwendung gemacht werden können und wo die Möglichkeiten und Grenzen der Verfahren liegen. Im Anschluss an die Laborübung ist es dann die Aufgabe die detektierten Fehler auf eine mögliche Schadensursache zurückzuführen.
