Accuris ESDU und Honda Aircraft Company arbeiten bei Ermüdungsprüfungsdaten zusammen
Accuris ESDU bietet für alle Kunden vorteilhafte technische Informationsveranstaltungen an. Im September 2023 besuchte ich die Honda Aircraft Company in Greensboro, North Carolina. Während des Besuchs diskutierte ich unveröffentlichte Daten zur Dauerfestigkeit von Aluminiumlegierungen und hob einen oft übersehenen Datenpunkt FAT E.07.01 hervor: „Dauerfestigkeit von Aluminiumlegierungen (unbeschichtet) (bei Biegung)“.
Dieser Datenpunkt präsentiert die Ergebnisse von etwa 3500 Ermüdungstests an glatten und gekerbten Proben aus unbeschichteten Aluminiumlegierungen, die unter Biegebelastung getestet wurden. Diese Ergebnisse wurden analysiert, um S-N-Dauerkurven der maximalen Wechselspannung (Sa) in Abhängigkeit von der Anzahl der Lastzyklen bis zum Versagen (N) zu erstellen.
Dr. John Hammar, ESDU-Verbindungsingenieur, berichtet über seine Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit ESDU-Kunden zur Verbesserung des Produkts und zur Förderung von Innovationen in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Zum Team der Honda Aircraft Company gehörte auch Mark Ofsthun, Senior Manager der Abteilung für Ermüdung und Schadensverträglichkeit, der gleichzeitig ein geschätztes Mitglied des unabhängigen technischen Ausschusses ist, der die Datenelemente für die Veröffentlichung in der ESDU-Datenreihe zu Ermüdung und Dauerfestigkeit validiert und genehmigt. Sie teilten mir mit, dass die Dauerfestigkeitsdaten für Aluminiumlegierungen wie 2024 und 7075 wertvoller wären, wenn die S-N-Dauerfestigkeitskurven für jeden Wert des geometrischen Spannungskonzentrationsfaktors einzeln dargestellt würden, anstatt als Diagramme, die die Daten für gemischte Spannungskonzentrationen für jede Legierung zeigen.
Dieses Feedback wurde an Dr. Downs weitergeleitet, den leitenden Ingenieur der ESDU, der für alle Inhalte dieser Reihe verantwortlich ist. Dr. Downs arbeitete die Testdaten durch, die ursprünglich 1958 von der Handley Page Company Ltd veröffentlicht worden waren, und mit Hilfe der in ESDU 97024 verfügbaren Methoden und Software, „Ableitung von Dauerfestigkeitskurven aus Ermüdungstestdaten, einschließlich Auslaufwerten”, wurden die Daten neu grafisch dargestellt.
Das aktualisierte Datenelement wurde anschließend vom Ausschuss, einschließlich Mark, diskutiert und genehmigt und im Juni 2024 als FAT E.07.01 Amendment C neu herausgegeben. Diese Version enthält nun 29 S-N-Ermüdungskurven, darunter eine für eine natürlich gealterte Al-Zn-Mg 7075-Legierung, die oben als Beispiel gezeigt ist.
Accuris ESDU legt großen Wert auf Kundenfeedback, und dieser Besuch war sowohl lohnend als auch angenehm. „ESDU ist eine zuverlässige Quelle für sehr nützliche technische Daten, die von der Luft- und Raumfahrtindustrie akzeptiert und genutzt werden“, sagte Mark Ofsthun nach dem Besuch.
Während des Besuchs hatte ich auch die Gelegenheit, den innovativen Businessjet der nächsten Generation von HondaJet aus nächster Nähe zu betrachten. Mit einer weltweiten Flotte von über 200 Flugzeugen verfügt dieses Flugzeug über eine Überflügel-Triebwerksaufhängung, die nicht nur den Luftwiderstand verringert, sondern auch die Dauerfestigkeit verbessert, indem sie die Pylone, die die Triebwerksaufhängungen tragen, auf Druck statt wie bei herkömmlichen Unterflügelaufhängungen auf Zug belastet.
Kontrolle der Kosten für Ermüdungsprüfungen mit Accuris ESDU
Ermüdungsprüfungen sind für Ingenieure unerlässlich, um ein kritisches Verständnis dafür zu erlangen, wie sich Materialien oder Komponenten im Laufe der Zeit unter realen Belastungsszenarien verhalten. Dies ist für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und unzählige andere Branchen von großer Bedeutung, doch Unternehmen stehen vor einer echten Herausforderung, wenn es darum geht, zuverlässige und validierte Ermüdungsprüfungsdaten zu erhalten.
Typische servohydraulische Ermüdungsprüfmaschinen kosten mehr als 100.000 US-Dollar, was für viele Unternehmen und Institutionen möglicherweise nicht erschwinglich ist. Alternativ kostet die Einsendung von Materialien an ein externes Prüflabor in der Regel zwischen 300 und 2.000 US-Dollar pro Test (zuzüglich der Kosten für die Prüfkörper) und eine Wartezeit von mehreren Wochen oder sogar Monaten. Die Verfügbarkeit von validierten Materialdaten in Luft- und Raumfahrtqualität von Accuris ESDU ist offensichtlich von entscheidender Bedeutung, um die Projektkosten unserer Kunden zu minimieren.
Die Aluminiumlegierungen 2024 und 7075 wurden erstmals 1931 bzw. 1935 für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt entwickelt. Dass sie auch nach über neunzig Jahren noch immer verwendet werden, ist vor allem darauf zurückzuführen, dass wir ihre Eigenschaften sehr gut kennen. Die validierten Dauerfestigkeitsdaten für diese (und andere) Legierungen in ESDU Data Item E.07.01 und die Methoden in ESDU Data Item 92030 „Fatigue propagation behaviour of short cracks in aluminium alloys” (Ermüdungsausbreitungsverhalten von kurzen Rissen in Aluminiumlegierungen) spielen eine wichtige Rolle in den Betrieben weltweit führender Luft- und Raumfahrtunternehmen wie der Honda Aircraft Company.
Sicherstellung einer optimalen Produktgestaltung, Leistung, Sicherheit und Compliance – mit ESDU
Möchten Sie mehr über vorhandene unveröffentlichte, validierte Ermüdungsdaten und andere ähnliche Inhalte in der Accuris ESDU-Datenreihe zu Ermüdung erfahren?
