Aufgaben und Ziele

Die Bedeutung der Betriebsfestigkeit im Auslegungs- und Absicherungsprozess von Maschinenbauteilen hat in den letzten Jahren weiter zugenommen. Gerade im Umfeld des Fahrzeugbaus ist dies aufgrund der Leichtbauaktivitäten und des verstärkten Einsatzes von Berechnungsmethoden deutlich zu spüren.
Der DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit trägt diesem Trend mit seinen Veranstaltungen entsprechend Rechnung. Dabei widmet sich der Arbeitskreis mit seinem seit Jahren etablierten Programmausschuss im Besonderen folgenden Aufgaben:
• Stärkung des praxisbezogenen Netzwerks aus Wissenschaft  und Wirtschaft, nicht zuletzt durch die jährlich organisierte Fachtagung
• Wissenstranfer und –austausch im nationalen/internationalen Netzwerk
• Wissensvermittlung, insbesondere an junge Ingenieure, zum Beispiel in Form von jährlich durchgeführten Weiterbildungsseminaren
• Nutzen von Synergien bzgl. der Betriebsfestigkeitsmethoden im Netzwerk des Maschinen- und Fahrzeugbaus
• Aufgreifen aktueller Fragestellungen und Thematisierung dieser Fragestellungen für zukünftige Tagungen und Weiterbildungsseminare

Der Arbeitskreis befasst sich mit der sicheren Auslegung von Bauteilen und Systemen und benötigt Inputs seitens der Belastungen, der Werkstoffcharakterisierung und Bauteilgeometrie. In welcher Form diese Inputs Einzug finden, hängt wiederum stark von den zugrunde gelegten Schadenshypothesen ab.
Dadurch ergeben sich insbesondere Schnittstellen zu den DVM-Arbeitskreisen
• Bruchvorgänge
• Zuverlässigkeit mechatronischer und adaptronischer Systeme
• Elastomerbauteile
• Fahrradsicherheit

Darüber hinaus gibt es Schnittstellen zu den Workshops „Prüfmethodik für Betriebsfestigkeitsversuche“ und „Numerische Simulation in der Betriebsfestigkeit“.
Diese Workshopthemen haben in ihrer Kombination geradezu Symbolcharakter für die heutige und zukünftige Vorgehensweise im Auslegungsprozess von Maschinenbauteilen und –systemen. Da die Bauteillebensdauerberechnung als Simulationsmethode keine direkten Absolutaussagen liefert, ist sie immer in Verbindung mit dem Betriebsfestigkeitsversuch zu nutzen. Liegen Versuchs- und Berechnungsergebnisse eines vergleichbaren Bauteils, zum Beispiel des Vorgängermodells, vor, kann daraus die Ergebnisdifferenz an den versagenskritischen Stellen ermittelt werden. Mit Hilfe dieser Differenz und dem Berechnungsergebnis des neuen Bauteils kann dann auf die absolute Lebensdauer des neuen Bauteils geschlossen werden, Bild 1. 

Bild 1: Relative Lebensdauer-Bewertungsmethode

Diese relative Bewertungsmethode wird sich in Kombination mit Erfahrungen aus Versuch und Berechnung mehr und mehr durchsetzen. Weitere zukunftsweisende Themen für den Arbeitskreis zeigt Bild 2.

Bild 2: Zukunftsweisende Aufgaben des Arbeitskreises Betriebsfestigkeit

Insbesondere Faserverbundmaterialien und deren Verbindungstechnologien stellen für die Betriebsfestigkeit neue Herausforderungen dar. Auch die Elektromobilität im Fahrzeugbau hat neue Fragestellungen bezüglich der betriebsfesten Auslegung von zum Beispiel Hochvolt-Speichern aufgeworfen. Wesentliche Nutzeffekte des Arbeitskreises Betriebsfestigkeit sind
• der Erfahrungsaustausch zwischen Industrie und Forschungseinrichtungen
• die Integration junger Ingenieure in das Betriebsfestigkeitsnetzwerk
• Orientierungshilfen für die angewandte Forschung
• die Einordnung des eigenen Wissens- und Anwendungsstandes im Vergleich zum Wettbewerb
• die Bereitstellung einer Plattform zur Bildung OEM-übergreifender fachlicher Kooperationen
Der Arbeitskreis Betriebsfestigkeit blickt mittlerweile auf eine 35jährige, sehr erfolgreiche Tätigkeit zurück. Spannende Themen und immer wieder neue Herausforderungen, wie Bild 2 zeigt, lassen den DVM und die Mitglieder des Arbeitskreis-Programmausschusses sehr zuversichtlich in die Zukunft schauen.