Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Bauteile aus Kupferwerkstoffen

Finanzierung: Aif über das Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM)

Laufzeit: 01.07.2022 bis 31.12.2024

Durch die vermehrte Verbreitung der E-Mobilität gewinnt die Werkstoffgruppe Kupfer, als wesentliche Werkstoffgruppe im Elektromaschinenbau und im Rohr- und Ventilbau, auch im Fahrzeugbau immer mehr an Bedeutung. Dabei werden die Kupferbauteile zur Gewichts- und damit CO₂-Einsparung durch zunehmende Funktionsintegration immer häufiger mechanischen Belastungen ausgesetzt. Da für den rechnerischen Nachweis der statischen und der Ermüdungsfestigkeit von Bauteilen aus Kupferwerkstoffen bis jetzt kein allgemein anerkanntes Berechnungswerkzeug existiert, gibt es keine Alternative zu dem sehr kostenintensiven experimentellen Nachweis.

Das von der AiF durch die Forschungsvereinigung FKM finanzierte Forschungsvorhaben „FKM Kupfer“ hat daher das Ziel, die FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis“ als allgemein anerkanntes Berechnungswerkzeug um die Werkstoffgruppe der Kupferwerkstoffe zu erweitern. Hierzu werden die Einflussfaktoren für Kupferwerkstoffe der rechnerischen Nachweise der statischen sowie der Ermüdungsfestigkeit aus Versuchsergebnissen aus der Literatur und eigenen statischen und zyklischen Untersuchungen abgeleitet. Es wird erwartet, dass der Aufbau der bestehenden FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis“ beibehalten werden kann und somit die Integration einer neuen Werkstoffgruppe in die Berechnungsinfrastrukturen, die auf der FKM-Richtlinie basieren, zeitnah nach Projektende umgesetzt werden kann. Dies bietet dem Anwender der FKM-Richtlinie eine schnell verfügbare Alternative zum experimentellen Nachweis.