Advertisement

BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte

, Volume 163, Issue 7, pp 258–269 | Cite as

Modellbildung und Simulation von Klimawechselprüfungen

  • Steffen Seifritz
  • Torsten Troßmann
  • Uwe Janoske
Originalarbeit
  • 46 Downloads

Zusammenfassung

Seit vielen Jahren steigt die im Fahrzeugbau eingesetzte Anzahl und Komplexität von Laboruntersuchungen stetig an, um feldspezifische klimatische Korrosionslasten und daraus resultierende Korrosionsschädigungen beschleunigt nachzustellen. Die Testumgebung definiert die auf das Bauteil global applizierte Umweltbelastung durch Vorgabe von in der Prüfung einzustellenden Regelgrößen. Die Initiierung eines Schadensmechanismus wird aber im Wesentlichen durch die Rückwirkung des Designs auf lokale, transiente Lastmerkmale, wie z. B. unterschiedliche Benetzungsintervalle und Medienzusammensetzung, beeinflusst. Diese sind messtechnisch jedoch weder orts- noch zeitaufgelöst erfassbar. Diese Lücke kann durch den Einsatz der numerischen Simulation geschlossen werden.

Es werden Konzepte und Grundlagen eines multiskalen CFD-Simulationsmodells als Basis einer virtuellen Korrosionserprobung vorgestellt, die zeigen, dass die numerische Simulation einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis von komplexen Korrosionsprüfungen und der Auswirkung des Erzeugnisdesigns liefern kann. Mit der Simulation werden neben den testtypischen Prüfsequenzen auch die Art der Medienbeaufschlagung und Strömungsführung in der Kammer, die Geometrie der Prüflinge sowie die thermischen Eigenschaften des Materials berücksichtigt. Mit einem exemplarischen Vergleich einer Klimawechselprüfung im Modell und Experiment werden die Vorteile der numerischen Simulation zur Unterstützung und Optimierung der Klimaerprobung dargestellt.

Schlüsselwörter

CFD-Simulation Virtuelle Erprobung Korrosionsprüfung Klimawechselprüfung Lastableitung Korrosion Erprobung Lebensdauervalidierung 

Modelling and Simulation of Cyclic Corrosion Tests

Abstract

For many years the number and complexity of laboratory tests used in the automotive industry has been increasing steadily in order to simulate field-specific climatic corrosion loads and the corrosion damage resulting from them. The test environment defines the environmental impact applied to the component globally by specifying control variables to be set in the test. However, the initiation of a damage mechanism is essentially influenced by the retroactive effect of the design on local, transient load characteristics, such as different wetting intervals and local media composition. In order to better evaluate the multitude of available tests with regard to corrosive damage, the knowledge of local corrosive loads is essential, but these cannot be measured with either spatial or time resolution. This gap can be closed by using numerical simulation.

Concepts and basics of a multiscale CFD simulation model as a basis for virtual corrosion testing are presented, which show that numerical simulation can make a significant contribution to understanding complex corrosion tests and the effects of product design. In addition to the test-typical test sequences, the simulation also takes into account the type of media loading and flow control in the chamber, the geometry of the test specimens, and the thermal properties of the material. The advantages of numerical simulation for the support and optimization of climate testing are illustrated with an exemplary comparison of a climate change test in the model and experiment.

Keywords

CFD simulation Virtual testing Corrosion Testing Lifetime prediction Cyclic corrosion test 

Literatur

  1. 1.
    DIN 50021:1970-04, Korrosionsprüfungen – Sprühnebelprüfungen mit verschiedenen NatriumchloridlösungenGoogle Scholar
  2. 2.
    ASTM B 117:1962, Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) ApparatusGoogle Scholar
  3. 3.
    DIN 50017:1963–12, Werkstoff‑, Bauelemente- und Geräteprüfung – Beanspruchung in Schwitzwasser-KlimatenGoogle Scholar
  4. 4.
    VDA 233-102:2013:06, Zyklische Korrosionsprüfung von Werkstoffen und Bauteilen im AutomobilbauGoogle Scholar
  5. 5.
    Sonntag, D.: Important new Values of the Physical Constants of 1986, Vapour Pressure Formulations based on ITS-90, and Psychrometer Formulae, Zeitschrift für Meteorologie, 40 (1990), Nr. 5, S. 340–344Google Scholar
  6. 6.
    Luckeneder, G.; Autengruber, R.; Stellnberger, K.-H.; Faderl J.; Kurz T.: Einflussfaktoren auf die Korrosionsschutzleistung von pressgehärteten Stahlwerkstoffe, Vortrag bei der 3‑Länderkorrosionstagung – aktuelle Aspekte des Korrosionsschutzes im Automobilbau, Linz, Österreich, 2014Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Austria, ein Teil von Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  • Steffen Seifritz
    • 1
  • Torsten Troßmann
    • 1
  • Uwe Janoske
    • 2
  1. 1.CR/ARC3Robert Bosch GmbHRenningenDeutschland
  2. 2.Lehrstuhl für StrömungsmechanikBergische Universität WuppertalWuppertalDeutschland

Personalised recommendations