Berücksichtigung von Inhomogenitäten bei der Gestaltoptimierung von Gussbauteilen

Kurzfassung

In diesem Beitrag wird der Einfluss der durch den Gieß- und Erstarrungsprozess entstandenen Porosität auf die Gestaltung von Gussbauteilen beschrieben. Am Beispiel der Gestaltoptimierung des Übergangsbereichs von flachen Zugproben aus sprödem Material wird das Vorgehen erläutert. Diese Zugproben sollen im Messbereich und nicht im Übergangsbereich versagen, so dass die Differenz zwischen der maximalen Spannung im Übergangsbereich und der maximalen Spannung im Messbereich mi-nimiert werden soll. Die Gestaltoptimierung liefert zwar Verbesserungen, zeigt aber, dass es unter der Annahme homogenen Materials keine Gestalt gibt, bei der die maximale Spannung im Messbereich liegt. Dies führt zu der Frage: Warum brechen manche Zugproben aus sprödem Material doch im Messbereich? Um diese Frage zu beantworten, ist die genauere Betrachtung von Werkstoffinhomogenitäten wie z.B. Gussporen erforderlich. Für die in diesem Beitrag gezeigten Gestaltoptimierungen werden Porenverteilungen herangezogen, die mit einem Zufallsgenerator erzeugt werden.