TY - JOUR A1 - Kiyak, Yusuf A1 - Fedelich, Bernard A1 - May, Thomas A1 - Pfennig, Anja T1 - Simulation of crack growth under low cycle fatigue at high temperature in a single crystal superalloy N2 - Crack growth tests have been performed at 950 °C with Single Edge Notch specimens of the Ni-based single crystal superalloy PWA1483. In particular, several orientations and frequencies have been investigated, thus allowing the assessment of the influence of these parameters on the crack growth rate. In addition, oxidation experiments have been carried out to characterize the kinetics of the outer oxide scale growth at the same temperature. On the other side, crack growth has been simulated with the Finite Element program ABAQUS in real test conditions by the node release technique. The nodes are released according to the measured crack growth rate. The simulation results are compared with the test results on the basis of the computed Crack Tip Opening Displacement (CTOD). For this purpose, the crack is propagated until a stabilized value of the CTOD is obtained. This is usually the case when the crack has crossed the initial plastic zone. The procedure provides an evaluation of the effects of cycle frequency, crystal orientation, plasticity and oxide induced crack closure. KW - Finite element analysis KW - Low cycle fatigue KW - Creep-fatigue KW - Crack growth KW - Nickel-based superalloys PY - 2008 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2007.08.002 SN - 0013-7944 SN - 1873-7315 VL - 75 IS - 8 SP - 2418 EP - 2443 PB - Elsevier Science CY - Kidlington AN - OPUS4-16690 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fedelich, Bernard A1 - Kiyak, Yusuf A1 - Toulios, M. A1 - Voudouris, G. ED - Portella, Pedro Dolabella ED - T. Beck, ED - M. Okazaki, T1 - Modelling of high temperature crack growth in a single crystal superalloy under low cycle fatigue loading T2 - 6th International Conference on Low Cycle Fatigue (LCF 6) CY - Berlin, Germany DA - 2008-09-08 KW - Single Crystal Superalloy KW - Fatigue Crack Growth KW - Creep-Fatigue-Oxidation interactions PY - 2008 SP - 409 EP - 414 AN - OPUS4-18946 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Fedelich, Bernard A1 - Kiyak, Yusuf A1 - May, Thomas A1 - Pfennig, Anja ED - Gdoutos, E. T1 - Simulation of crack growth under low cycle fatigue at high temperature in a single crystal superalloy T2 - 16th European Conference of Fracture "Fracture of Nano and Engineering Materials and Structures" CY - Alexandroupolis, Greece DA - 2006-07-03 KW - Simulation KW - Experiment KW - Crack growth KW - Low cycle fatigue KW - High temperature KW - Single crystal KW - Superalloy KW - Oxidation PY - 2006 SN - 1-402-04971-4 IS - 900_tra SP - 8 pages PB - Springer CY - Dordrecht AN - OPUS4-12556 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Madia, Mauro A1 - Baer, Wolfram A1 - Wagener, Rainer A1 - Kiyak, Yusuf T1 - Betriebsfestigkeit und Bruchverhalten von bainitischen Schmiedestählen N2 - Die neue Generation von bainitischen Schmiedestählen bietet auf der einen Seite ein erhebliches Festigkeitspotenzial, das es im Sinne des Leichtbaus auch für zyklisch belastete Sicherheitsbauteile zu heben gilt. Auf der anderen Seite geht mit dieser Festigkeitssteigerung im Vergleich zu Vergütungsstählen ein Verlust an Duktilität und Zähigkeit einher. Am Beispiel des Demonstratorbauteils Achsschenkel ging das Forschungsvorhaben der Frage nach, wie ein Freigabeprozess zu gestalten ist, damit das Festigkeitspotenzial der neuen Stähle zuverlässig ausgenutzt werden kann. Als Ergebnis wird eine Vorgehensweise dargestellt, die den Eigenschaften der neuen Generation von Schmiedestählen Rechnung trägt, um den sicheren Betrieb der Komponenten zu gewährleisten. KW - Bainitischer Schmiedestahl KW - Bruchmechanik KW - Sicherheit KW - Betriebsfestigkeit KW - Bauteilauslegung PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-594296 SN - 2366-5106 SP - 50 EP - 54 PB - Industrieverband Massivumformung e. V CY - Hagen AN - OPUS4-59429 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baer, Wolfram A1 - Breidung, Marc A1 - Kiyak, Yusuf A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Küppers, M. T1 - Aspekte der analytischen bruchmechanischen Bauteilbewertung N2 - Am Beispiel eines abgesetzten zylindrischen Bauteils (Achsschenkel) werden Probleme der analytischen bruchmechanischen Bauteilbewertung diskutiert. Als Basis-philosophie wird ein Fail Safe-Kriterium (kontrolliertes Versagen) angesetzt. Die Forderung ist, dass sich der Achsschenkel, bevor er bricht, in einem Ausmaß plastisch verformen kann, bei dem der Fahrer bemerkt, dass mit seinem Fahrzeug etwas nicht in Ordnung ist. Um das zu gewährleisten, muss der Werkstoff einen bestimmten Riss-widerstand aufweisen. Dazu werden im hier vorgestellten ersten Teil des Projektes mittels FEM Rissspitzenbeanspruchungen in Abhängigkeit von der Auslenkung des Zylinders und angenommener Rissgrößen ermittelt. Diese finden als Zielgrößen in der weiteren Analyse Anwendung. Da eine einfach umzusetzende Lösung angestrebt wird, werden zusätzlich analytische Rechnungen an Ersatzgeometrien (halbunendliche Platte und Vollzylinder), aber mit den realen Spannungen am Bauteil durchgeführt. Es zeigt sich, dass die Ergebnisse wegen des Steifigkeitsunterschieds zwischen Bauteil und Ersatzgeometrie unvertretbar konservativ sind. Alternativ wird ein hybrides Konzept vorgestellt, für das die Modellparameter mittels FEM bestimmt werden. Es liefert sehr genaue Ergebnisse. Im Rahmen der analytischen Rechenvorschrift können die Lösungen auf andere Werkstoffe übertragen werden, ohne dass zusätzliche FEM-Analysen notwendig sind. T2 - 54. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit CY - Online meeting DA - 22.02.2022 KW - FEM KW - Bauteilbewertung KW - Fail-safe KW - Analytisches Modell PY - 2022 DO - https://doi.org/10.48447/Br-2022-BB VL - 254 SP - 1 EP - 11 PB - DVM CY - Berlin AN - OPUS4-54406 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Kiyak, Yusuf A1 - Breidung, Marc A1 - Baer, Wolfram A1 - Küppers, M. ED - Madia, Mauro T1 - Stiffness/constraint effects in analytical flaw assessment - A technical note N2 - Using the case study of a fail-safe design criterion for a steering knuckle of a commercial vehicle, the effect of stiffness/constraint on the crack driving force in the component is discussed. The problem arises when assessment procedures such as R6, BS 7910 or SINTAP/FITNET are applied in conjunction with substitute geometries for determining the model parameters K-factor and limit load (or a substitute for the latter), as it is common practice. In the example, the conservatism was so pronounced that this procedure was in fact unusable. A way out could be the finite element-based determination of the model parameters and their use in the analytical framework. This procedure is useful and effective if the finite element-based calculations are used in parameter sensitivity analyses. KW - Fail-safe design KW - Fracture resistance KW - Fracture assessment KW - Stiffness KW - Constraint PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2022.108728 SN - 0013-7944 IS - 273 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier Science CY - Kidlington AN - OPUS4-55544 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Komann, Steffen A1 - Kiyak, Yusuf A1 - Wille, Frank A1 - Zerbst, Uwe A1 - Weber, Mike A1 - Klingbeil, Dietmar T1 - Assessment of ductile cast iron fracture mechanics analysis within licensing of German transport packages N2 - In recent years BAM was involved in several licensing procedures of new package designs for the transport of radioactive material, where the cask body was made of Ductile Cast Iron (DCI). According to IAEA regulations type B(U) packages must withstand the defined accident conditions of transport. For the cask material DCI, it is necessary to determine the brittle fracture behaviour. Due to the complex structure of the cask body and the dynamic loading a fracture mechanical assessment in an analytical way is not always possible. Numerical calculations are necessary to determine the fracture mechanical load in the component. At the first step a numerical analysis has to be done to identify the loading state at the cask body. Secondly an analysis of a detail of the cask body is made considering the boundary conditions of the global model. An artificial flaw is considered in this detailed model to calculate the fracture mechanical loading state. The size of the artificial flaw is characterized by the ultrasonic inspection used for the quality assurance of the package. The applicant developed additional analysis tools for calculation of stress intensity factor and/or J-Integral. The paper describes the authority assessment approach for the DCI fracture mechanics analysis. T2 - ASME 2012 Pressure vessels & piping division conference CY - Toronto, Ontario, Canada DA - 15.07.2012 PY - 2012 SP - PVP2012-78213, 1-7 PB - American Society of Mechanical Engineers CY - New York AN - OPUS4-26363 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -