Werkstoffauswahl

- Festlegung technischer und wirtschaftlicher Anforderungen; Vordimensionierung (Phase 1)

- systematische Werkstoffauswahl (Phase 2)

- optimierte Werkstoffauswahl; Versuchsplanung uns- auswertung; Dimensionierung (Phase 3)

- Versuchsplanung und Versuchsnachrechnung, Nachweisrechnung (Phase 4)

Ermittlung der Materialanforderung:

1. Analyse Aufgabenstellung, Ermittlung Produkt- und Bauteilanforderung

Produkt→Baugruppe→Bt→Material

- Erstellen der Anforderungsliste Klarheit über Fkt

- Auflösen in kleinstmgl. funktionale Elemente

- erfüllung Teilaufgaben→Maerialentscheidung

- erstellen Funktionastruktur

2. Analyse der Art der Entscheidungssituation→Projektorganisation

- wirtschaftliche Aspekte (Bekantheitsgrad Werkstoff, wirt. risiko, Produktart, Konstruktionsart

- Regel Datsko

3. Übersetzten der Bauteilanforderung in Materialanforderung: Material, Funktion, Gestalt, Fertigungstechnologie

- einfache Fertigung, Gesamtkosten niedrig

- geringe Zahl Fertigungsschritte (Lösgröße)

- Verwende verfügbare Marktlsg

- Btform, mit effizienten Herstellungsprozessen herstellbar

- Herstellungsprozess geziehl auf Beanspruchung

- Konstruktion (Spann-,Referent-, Prüffläsche

- Toleranzen so gut wie nötig

- wachsende Beanspruchung bei Werkstoffwahl beachten

- Besonderheiten, die Funktion von BT gewährleisten beachten

- Herstellungsverfahren modifiziern bis einfachstes erreicht

Vorauswahl geeigneter Werkstoffe

1. Ermittlung einschränkender Vorauswahlkriterien gemäß M.anforderungsliste

2. Vorauswahl durch Vgl. Eigenschaftsprofil mit Anforderungsprofil

- Kriterien zur Vorauswahl: Quanatitativ (zahlenmäßig beschreibbar, wirtschaftliche Vorgaben)

Qualitativ: (Einstufung Bewertungsskala,

Ausschlusskriterien (konstruktionsparameter nicht variabel)

Informationsbeschaffung für Vorauswahl

Feinauswahl und Bewertung

- Informationsbeschaffung( Marktlsg, Bewertungskriterien, Festlegung auf vertretbare Anzahl Werkstoffe)

- klassische Bewertungsverfahren (eindim, mehrdim)

 gewichtete Bewertung: direkte und absolute Gewichtung, Paarweiser Vgl

 Gesamtnutzwert: Maß für Eignungdes Materials für gestellte Konstruktionsaufgabe

N(j)= Summe[alpha(i) *E(ij)] alpha gewichtsfaktor, E(ij)...ite Eigenschaft des j-ten Werkstoffes

Evaluierung und Validierung von Produkteigenschaften, Werkstoffentscheidungen

- Bewertung sowie Nachweiß von BT anforderung durch eigen Untersuchungen, Erstellen Entscheidungsvorlage

- Diskussion der entscheidungsvorlage unter einbeziehung sachübergreifender Aspekte

Fersuchsplanung, Feinjustierung

- doppelt log. Auftragung von Werkstoffeigenschaften z.b. Emodul über Dichte

- Guidelines für gesuchten Problemfall (auf einer Guidline gleicher Werkstoffindex)

- Materialien naürlich ;)

- Bereiche wie Ausbeulen vor Fließen (zb. bei Emodul über Festigkeit) =0,1 Grenzlinie

- auch andere Zusammenhäng wie z.b Schallgeschwindigkeit darstellbar (Longitudinalwellengeschw. C=E/roh   nur ZH)

- Zielwerkstoff bei x/y mgl klein→rechts unten bei x*y rechts oben

Achtung Vgl von Eigenschaften nicht ganz korrekt! bei Streckgrenzen angaben: Metall→Streckgrenze, Elastomere→zugreißfestigkeit, Keramik → Biegefestigkeit, Komposit →zug- Versagensspannung, Polymere→ Dehnspannung, Streckspannung je nach Art Polymer

E = D/ro   r0 Atomradius

D= F/ro

D= E*A/l0   oder F/delta l

sigma= E*epsilon  epsilon= delta l/l (steifigkeitsproblem)

sigma = F/A (Festigkeitsproblem)

KIC = sigma *wurzel(pi*a)*Y  Y...geometrie Faktor

1. Rissausbreitung M = KIC

2. Fließen vor Bruch M = KIC/sigma f

3. Leck bevor Bruch KIC² / sigma f

4. Druck standhalten M =sigma f

Q= lamda*dT/dx

epsilon=alpha *delta T   

alpha= gamma*roh*cp/(3E)

lamda= Wärmeleitfähigkeit

alpha= wärmeausdehnungskoeff.