Randzonenanalyse zur Bestimmung mechanischer Belastungen im Lebenszyklus spanend gefertigter Bauteile

Als Vision des Sonderforschungsbereichs 653 „Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus“ wird die Nutzung vererbbarer, bauteilinhärenter Informationen in der Produktionstechnik angestrebt. Ein Teilaspekt ist die Befähigung von Komponenten, Belastungen in ihrer Nutzungsphase zu erfassen und diese zu kommunizieren. Ein Ansatz zur Umsetzung ist die Anwendung der Randzone spanend bearbeiteter Bauteile als Lastsensor. Die Bauteilrandzone kann über Werkzeug- und Prozesseinstellgrößen der spanenden Bearbeitung gezielt modifiziert und entsprechend einer Anwendung als Lastsensor ausgerichtet werden. In Grenzen ermöglicht dies eine Einstellung jener kritischen Lastspannungen, die zu einer Randzonenveränderung führt. Auf Basis experimenteller Studien wird die Randzonenveränderung in Abhängigkeit der Lastspannungsamplitude sowie der Lastzyklenzahl modelliert. Eine Invertierung des Modells erlaubt anschließend eine Rekonstruktion erfahrener mechanischer Belastungen.