Längeres Leben für Leichtbaukonstruktionen

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Geschweißte Hohlprofilkonstruktionen werden bevorzugt für sogenannte Leichtbaukonstruktionen, also Konstruktionen mit einer maximalen Gewichtseinsparung, eingesetzt. Durch die Verwendung der hohlen Stahlrohre im Nutzfahrzeugbau, Stahlbau, Kranbau, Landmaschinenbau sowie in der Energiebranche besitzen sie ein großes wirtschaftliches Potential im Bauingenieurwesen und Maschinenbau.

Die Konstruktionen erfolgen in der Regel als Rahmen- oder Fachwerkstrukturen und zeigen durch wiederkehrende Beanspruchungen Ermüdungserscheinungen, welche zu einer Rissbildung führen: Diese Beanspruchungssituation ist eine der grundlegenden Schadensursachen für diese Leichtbaukonstruktionen.

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Untersuchung des Lastreihenfolgeeffektes als Forschungsziel

An der HM soll nun erforscht werden, wie sich die Reihenfolge der Belastungen auf die Konstruktionen auf deren Lebensdauer auswirkt, um diese in der Berechnung möglichst exakt zu quantifizieren. Die Untersuchungen der Hohlprofilknoten stehen dabei in Abhängigkeit ihrer Fertigungsbedingungen, der Bauteilgröße und des Werkstoffes. Um die Ermüdungsfestigkeit der Hohlprofilverbindungen zu erforschen, werden versuchsbasierte Untersuchungen an typischen Hohlprofilkonstruktionen unter wirklichkeitsnahen Belastungszeitreihen durchgeführt.

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In fünf Schritten sollen sowohl die Belastungsgrenzen von Hohlprofilkonstruktionen untersucht als auch die Verlängerung ihrer Lebensdauer erforscht werden (Grafik: Prof. Dr.-Ing. Andre Dürr, Prof. Dr.-Ing. Klemens Rother)

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Prof. Dr.-Ing. André Dürr und Jakob Roth von der Fakultät für Bauingenieurwesen leiten die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Untersuchungen zusammen mit Prof. Dr.-Ing. Klemens Rother und Markus Oswald von der Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik und Flugzeugtechnik. Träger des bis 2020 laufenden Forschungsprojektes sind die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiFv) sowie die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA).

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Markus Oswald / Valerie Stärk