Über FracSafe

Was ist FracSafe?

© Fraunhofer IWM
Aktuell liegt das Programm in der Version 2.1 vor

Das Programm FracSafe ist ein Berechnungstool, das die Durchführung bruchmechanischer Berechnungen nach der FKM-Richtlinie "Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile" ermöglicht. Im Programm sind zum einen alle Bewertungsarten, wie z.B. Versagensbewertung gegen Rissinitiierung bzw. instabile Rissausbreitung sowie Rissfortschrittsanalysen unter zyklischer Beanspruchung, und zum anderen die wesentlichen Lösungsansätze der Richtlinie (RL) implementiert. Die Eingabeformulare für erforderliche Kenngrößen (Geometrie, Fehler-, Beanspruchungs- sowie Werkstoffzustand) sind an die RL-Struktur angepasst und führen den Anwender durch die entsprechenden Kapitel der Richtlinie. Anschließend können entweder Einzelberechnungen oder auch Parameterstudie in Sekundenschnelle durchgeführt, Reservefaktoren ermittelt und somit die Bauteilfestigkeit beurteilt werden.

FracSafe wurde vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, Freiburg in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoffkunde der TU Darmstadt entwickelt. Die Entwicklung der Software wurde vom Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) des VDMA im FKM-Arbeitskreis "Bauteilfestigkeit" begleitet und von der Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e.V. finanziert.

nach oben

Funktionalität von FracSafe

Berechnungen mit FracSafe unterscheiden sich im Hinblick auf die Art der Beanspruchung – statisch oder zyklisch, wobei sich die beiden Berechnungsarten miteinander kombinieren lassen.

© Fraunhofer IWM

Bauteil unter statischer Beanspruchung

  • Ausgehend von einem vorhandenen oder angenommenen Fehler, vorliegender Beanspruchung und Risszähigkeit erfolgt eine bruchmechanische Festigkeitsbewertung mit der Beurteilung des Ist-Zustandes (Bauteil ist sicher bzw. unsicher).
  • Ergänzend erfolgen Berechnungen kritischer Werte und Reservefaktoren für die Beanspruchung, Rissgröße und Risszähigkeit.
  • Je nach Werkstoffzustand (spröder oder zäher) werden unterschiedliche Grenzzustände (Rissinitiierung bzw. Rissinstabilität) betrachtet. Für den zähen Werkstoffzustand kann eine stabile Risserweiterung vor dem Bruch berücksichtigt werden.
© Fraunhofer IWM

Bauteil unter zyklischer Beanspruchung

  • Ausgehend von einem vorhandenen oder angenommenen Fehler wird die Bedingung dessen Nichtausbreitung (bruchmechanische Dauerfestigkeit) beurteilt.
  • Beim Rissfortschritt wird die Rissgröße nach einer vorgegebenen Lastwechselzahl oder die Wechselzahl zum Erreichen einer Endrissgröße ermittelt.

Die Ergebnisse werden tabellarisch und graphisch dargestellt. Die Sensitivität der erzielten Ergebnisse bezüglich unsicherer Eingabedaten lässt sich mit Hilfe von Parameterstudien überprüfen. Die Rechenprotokolle mit den Eingabedaten und Ergebnissen können als PDF exportiert werden.

Hilfen

In FracSafe sind die Online-Hilfe, eine Reihe von Beispielen aus der FKM-Richtlinie sowie Übungen zum schnellen Einstieg ins Programm enthalten.

nach oben