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In this paper the fatigue life of three cast iron materials, namely EN-GJS-700, EN-GJV-450 and EN-GJL-250, is predicted for combined thermomechanical fatigue and high cycle fatigue loading. To this end, a mechanism-based model is used, which is based on microcrack growth. The model considers crack growth due to low frequency loading (thermomechanical and low cycle fatigue) and due to high cycle fatigue. To determine the model parameters for the cast iron materials, fatigue tests are performed under combined loading and crack growth is measured at room temperature using the replica technique. Superimposed high cycle fatigue leads to an accelerated crack growth as soon as a critical crack length and thus the threshold stress intensity factor is exceeded. The model takes this effect into account and predicts the fatigue lives of all cast iron materials investigated under combined loadings very well.
Für die Werkstoffe EN GJS700, EN GJV450 und EN GJL250 werden die Lebensdauern unter kombinierter thermomechanischer und hochfrequenter Belastung vorhergesagt. Hierzu wird ein mechanismenbasiertes Lebensdauermodell verwendet, das auf dem Wachstum von Mikrorissen beruht. Das Modell berücksichtigt das Wachstum von Rissen durch nieder- und überlagerte hochfrequente Belastungszyklen. Anhand von einachsigen Ermüdungsversuchen wurden die Parameter des Lebensdauermodells angepasst, sodass eine bestmögliche Lebensdauervorhersage erzielt wird. Dabei stimmen die vorhergesagten Lebensdauern gut mit den experimentell ermittelten Zyklenzahlen zum Versagen überein.