Kostenlose Werkstoffdaten für FEM Rechnungen und den Nachweis der Betriebsfestigkeit Teil 1

Kostenlose Werkstoffdaten für FEM Rechnungen und den Nachweis der Betriebsfestigkeit Teil 1

Versuche sind teuer. Insbesondere Versuche zur Ermittlung der Daten der Betriebsfestigkeit wie Wöhlerlinien und Dauerfestigkeiten sind langwierig und damit kostenintensiv. Diese Artikelserie erklärt ihnen, wie Sie kostenlos an Werkstoffdaten für Ihre FEM-Rechnungen und den Nachweis der Betriebsfestigkeit gelangen.
In diesem ersten Artikel werden Werkstoffdaten für FEM Ergebnisse behandelt. Sie erfahren, welche Werkstoffdaten benötigt werden und welche kostenlosen Datenbanken verfügbar sind.
Der zweite Artikel befasst sich mit Werkstoffdaten für einen Betriebsfestigkeitsnachweis.

Für FE Rechnungen werden nur sehr wenig Werkstoffdaten benötigt. Dies sind generell
der E-Modul des Werkstoffes und
die Querkontraktionszahl.

Den E-Modul des Werkstoffes

findet man in öffentlich in Werkstoffdatenbanken. Anbei ein paar Beispiele:

Datenbanken für Metalle:
www.matweb.com (Extrem umfangreiche Datenbank, beinhaltet > 40000 Datensätze. Neben Metallen auch Kunststoffe, Keramiken, Schäume, Hölzer)
www.stahldaten.de/ (Gute Datenbank. Beinhaltet einen kostenlosen Zugang auf Stähle, der eine Untermenge an Werkstoffdaten der lizenzpflichtigen Version enthält.)
http://smt.sandvik.com/ (Übersichtliche Datenbank für Stähle inkl. Datenblättern zum Download.)
https://www.kupferinstitut.de/(Das deutsche Kupferinstitut liefert kostenlos viele Datenblätter zum Download. Hier finden sich Statische Kennwerte bei Raumptemperatur genauso wie Temperaturabhängigkeiten und Dauerfestigkeiten. eine sehr wertvolle Quelle für Kupferwerkstoffe inkl. Messing.)

Datenbanken für Kunststoffe:
www.campusplastics.com (Guter Eindruck, beinhaltet über 3000 Materialdaten inkl. Temperaturabhängigkeiten.)
www.kern-gmbh.de (Guter Eindruck. Beinhaltet über 15o Kuststoffwerkstoffe.)
http://www.kundert.ch (Solide Datenbank für Kunststoffe inkl. Download von Datenblättern.)


Die Querkontraktionszahl

Für die Querkontraktionszahl wird für Metalle häufig ν = 0,3 und für thermoplastische Kunststoffe oftmals ν = 0,35 verwendet. Genauere Werte finden Sie in dieser Auflistung:

Material Querkontraktionszahl
Eisen ν = 0,21…0,259
Si3N4 ν = 0,25
Stahl ν = 0,27…0,30
Kupfer ν = 0,35
Aluminium ν = 0,34
Titan ν = 0,33
Magnesium ν = 0,35
Nickel ν = 0,31 [6]
Messing ν = 0,37
PMMA (Plexiglas) ν = 0,40…0,43
Blei ν = 0,44
Gummi ν = 0,50
Faserverbundkunststoff (abhängig von der Faserorientierung) ν = 0,05…0,55
Holz ("orthotropisches" Material) (abhängig von der Faserorientierung) ν = 0,035…0,59

(Quelle: Wikipedia)

Auf den Punkt:

Generell sind die Werkstoffdaten E-Modul und Querkontraktionszahl relativ robust. Fehler beim E-Modul wirken sich stärker aus als Fehler bei der Querkontraktionszahl. Mit den oben genannten Quellen können alle erforderlichen Daten für die FEM-Rechnungen kostenlos bestimmt werden.

 

Bevorstehende Events

  • Werkstoffkennwerte der Betriebsfestigkeit (für Simulation und Auslegung) einfach ermitteln und anwenden
    • Schulung Werkstoffkennwerte der Betriebsfestigkeit 13.-14.10.2022
      13. Oktober 2022 - 14. Oktober 2022
      9:30 am - 5:00 pm

    Lernen Sie, wie Sie Versuche der Betriebsfestigkeit zur Ermittlung der Dauerfestigkeit oder von Wöhlerlinien planen und durchführen. Daneben lernen Sie diese Versuche statistisch einfach auszuwerten.

  • Seminar Grundlagen der Untersuchung von Werkstoffen und Schadensfällen
    • Seminar zur Werkstoff- und Schadensanalyse 18-19.10.22
      18. Oktober 2022 - 19. Oktober 2022
      8:00 am - 5:00 pm

    Das Seminar beantwortet Ihnen im Wesentlichen zwei wichtige Fragen für Ihre Bauteilauslegung: 1) Ist das Material für meine Anforderungen verwendbar? und 2) Warum hat das Bauteil versagt? Ergänzt werden die vorgestellten Analysemethoden durch ausführliche Beispiele aus der Praxis.

  • Einführung in die Betriebsfestigkeit von Kunststoffbauteilen
    • Seminar Betriebsfestigkeit von Kunststoffbauteilen 10.11.-11.11.22
      10. November 2022 - 11. November 2022
      8:00 am - 5:00 pm

    Das Seminar zur Lebensdauerberechnung von faserverstärkten und unverstärkten Kunststoffen führt Sie schnell in die wichtigsten Konzepte (spannungs- und dehnungsbasiert) zur Berechnung von Kunststoffbauteilen mit der FEM ein. Sie erhalten Gestaltungsrichtlinien, lernen Bindenähte auszulegen und mit Anisotropien sowie Mehrachsigkeiten umzugehen.

  • Seminar Leichtbau und Smart Structures
    • Seminar Leichtbau und Smart Structures 10.-11.11.22
      17. November 2022 - 18. November 2022
      8:00 am - 5:00 pm

    Sie wollen Ihre Bauteile möglichst leicht und sicher auslegen? Sie wollen die wichtigsten Leichtbaumethoden und deren Einsatzmöglichkeiten sowie Anwendungsbeispiele kennen lernen und verstehen, wie sie diese für sich nutzen können? Dann buchen Sie jetzt das Seminar Leichtbau und Smart Structures.

  • Anwendung der FKM Richtlinie mit FEM
    • Schulung FKM Richtlinie 17.-18.11.2022
      17. November 2022 - 18. November 2022
      9:30 am - 5:00 pm

    Finden Sie sich in der komplexen FKM Richtlinie zurecht und lernen diese anwenden. Sie verstehen, worauf es bei der Simulation mit FEM wirklich ankommt und kennen die Hintergründe der FKM Richtlinie.

  • Seminar Betriebsfestigkeit von Schweißnähten mit / ohne FEM
    • Seminar Betriebsfestigkeit von Schweißnähten mit/ohne FEM 17.-18.11.2022
      17. November 2022 - 18. November 2022
      9:30 am - 5:00 pm

    Sie wollen Ihre Bauteile möglichst leicht und sicher auslegen? Sie wollen die wichtigsten Richtlinien und Normen zur Berechnung der Betriebsfestigkeit von Schweißnähten kennenlernen und verstehen, wie sie diese für sich nutzen können? Suchen Sie einen Überblick über die Methoden zur Auslegung von Schweißnähten? Dann buchen Sie jetzt das Seminar Betriebsfestigkeit von Schweißnähten mit / ohne FEM.

  • Seminar Betriebsfestigkeit mit FEM
    • Seminar Betriebsfestigkeit mit FEM 01.-02.12.2022
      1. Dezember 2022 - 2. Dezember 2022
      9:30 am - 5:00 pm

    Das Seminar zur Betriebsfestigkeit mit FEM vermittelt eine kurze, auf die praktische Anwendung hin orientierte Einführung in die Betriebsfestigkeitsberechnung mit und ohne FEM. Z. B. rechnerische Abschätzung von Wöhlerlinien, Schadensakkumulation, Bewertung von FE-Ergebnissen oder die Festlegung geeigneter Sicherheitsfaktoren.

Bildquelle: Pixabay (bearbeitet), Lizenz: CC0 1.0
 
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