2018-07-01  –  2021-12-31

158.577,00 EUR

MAGMA Gießereitechnologie Gesellschaft für Gießerei- Simulations- und Regeltechnik mbH, Aachen, Nordrhein-Westfalen

0324271B

Windenergieanlagen - sonstige Komponenten [EB1215]

01182806/1  –  GrenzQualifizierung: Rechnergestützte Beurteilung der Bauteilfestigkeiten auf Basis virtueller Grenzmuster

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

Energie

Großgussbauteile aus Kugelgraphit (GJS) bieten für den Bereich der Windenergie sowie den Großmaschinen- und Anlagenbau durch hohe gestalterische Freiräume und den geringen Fertigungsaufwand unverzichtbare Vorteile. Die Bestrebungen, solche Bauteile in ihrer Leistungsfähigkeit ständig zu steigern oder bei gleicher Leistung Bauteilmasse und damit den Energieverbrauch zu reduzieren, bedeuten gleichzeitig eine erhöhte Werkstoffausnutzung und stellen besondere Anforderungen an die Kenntnisse des zyklischen Werkstoffverhaltens der für die Maschinenelemente eingesetzten Werkstoffe sowie an eine Optimierung des Bauteildesigns. Jedoch weisen Gussbauteile fertigungsbedingte Ungänzen auf und stellen damit erhöhte Anforderungen an die Qualitätssicherung solcher Bauteile. Es fehlen jedoch Möglichkeiten, die Auswirkung der am Bauteil gefundenen Ungänzen auf die Betriebsfestigkeit der Bauteile unter Berücksichtigung bauteilspezifischer Beanspruchungssituationen exakt beschreiben und auf Basis dessen eine Entscheidung über den Ausschuss oder den Betrieb des Bauteils treffen zu können. Weiterhin fehlen Methoden zur Ableitung virtueller Grenzmusterbauteile für die Anwendung in der Praxis. Das virtuelle Grenzmusterbauteil zeigt dabei für alle Bauteilbereiche in Abhängigkeit der lokalen Beanspruchung und der Anforderung an die Lebensdauer zulässige Ungänzen an. Dabei sind im virtuellen Grenzmusterbauteil bereits Informationen über lokal zulässige Ungänzen gespeichert, sodass für die Qualitätssicherung ein deutlich vereinfachter Prüfvorgang und zudem eine gesicherte Entscheidung gefällt werden kann, ob ein Bauteil zum Ausschuss deklariert wird oder nicht. Dazu ist jedoch die Gießsimulation, die Bauteilbemessung und die zerstörungsfreie Prüfung im Sinne von Industrie 4.0 insbesondere digital zu vernetzen, um einen Beitrag zur Verbesserung der Bauteilauslegung und Qualitätssicherung von zyklisch hochbeanspruchten Großgussbauteilen für die Windenergie und den allg. Maschinenbau zu leisten.