Prof. Dr.-Ing. Thomas Seifert

Seifert
Raum: E102
Badstraße 24
77652 Offenburg
Technische Mechanik, Werkstofftechnik, Werkstoffmechanik, Werkstoffbasierte FEM, Schadenskunde
0781 205-436 thomas.seifert@hs-offenburg.de donnerstags, 14:00 bis 15:00 Uhr

Funktion

  • Bachelorstudiengang Energiesystemtechnik ES, Professor/in
  • Bachelorstudiengang Maschinenbau MA, Professor/in
  • Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V), Professor/in
  • Institut für Angewandte Forschung, Mitglieder IAF
  • Institut für Angewandte Forschung, Stellvertr. Leiter/in

Lehrveranstaltungen (aktuelles und vorhergehendes Semester)

  • Bruchmechanik, M+V2957
  • Grundlagen FEM, M+V2962
  • Hochtemperatur-Werkstoffmechanik, M+V354
  • Kunststoffe, M+V2943
  • Labor FEM, M+V2963
  • Labor Schadenskunde, M+V2971
  • Schadenskunde, M+V2970
  • Technische Mechanik II, M+V2807
  • Verbundwerkstoffe, M+V2955
  • Werkstoffmechanik, M+V2958
  • Werkstoffprüfung Kunststoffe, M+V2949
  • Werkstofftechnik I, M+V601

Aufgaben

Technische Mechanik, Werkstofftechnik, Werkstoffmechanik, Werkstoffbasierte FEM, Schadenskunde

Sprechzeiten

donnerstags, 14:00 bis 15:00 Uhr

Forschungsschwerpunkte

Forschungsprojekte

Professor Seifert entwickelt verbesserte Berechnungsverfahren zur Auslegung von thermisch und/oder mechanisch hoch beanspruchten Bauteilen. Durch den Einsatz der verbesserten Berechnungsverfahren sollen die Ingenieure in Unternehmen vorausberechnen können, ob und wie lange ein Werkstoff den teilweise enormen Belastungen in einem Bauteil Stand halten kann. Kostenintensive und zeitaufwändige Bauteilprüfungen an Prototypen können dadurch eingespart werden. Darüber hinaus kann über die Berechnung ein besseres Verständnis der Bauteil- und Werkstoffbelastung erzielt werden, wodurch die eingesetzten Werkstoffe besser ausgenutzt und Werkstoffeinsparungen umgesetzt werden können.

Professor Seifert konzentriert sich in seinen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben auf die realitätsnahe Beschreibung der Werkstoffeigenschaften. Er entwickelt fortschrittliche Werkstoffmodelle, die das zeit- und temperaturabhängige Werkstoffverhalten bei Herstellungsprozessen und Betriebsbeanspruchung beschreiben können. Mit den Modellen können beispielsweise Umformprozesse bewertet und optimiert oder Aussagen zur Bauteillebensdauer getroffen werden.

Folgende Projekte werden von Professor Seifert betreut:

 

HERCULES-2, Fuel flexible, near-zero emissions, adaptive performance marine engine (EU-Projekt)

Projektlaufzeit: 1.1.2017 bis 28.2.2018

Projektbearbeiter: N.N.

Durch die steigenden Verbrennungstemperaturen und -drücke in effizienten Großmotoren muss der ohnehin schon thermisch und mechanisch hoch belastete Zylinderkopf weiter steigende Belastungen ertragen. Einerseits müssen die bisher eingesetzten Eisengusswerkstoffe dahingehend überprüft werden, ob sie diesen erhöhten Belastungen noch standhalten können, oder es müssen neue Werkstoffe für den Einsatz in effizienten Großmotoren qualifiziert werden. Auf der anderen Seite sind zuverlässige Berechnungsverfahren zur sicheren und zuverlässigen Auslegung der Zylinderköpfe notwendig, die das Werkstoffverhalten bei den erhöhten Belastungen berücksichtigen und daher helfen werkstoffgerechte Designs für die Bauteile zu finden. Im Rahmen des von der Europäischen Union geförderten Projekts HERCULES-2 (http://www.hercules-2.com/) werden daher an der Hochschule Offenburg fortschrittliche Berechnungsverfahren für Zylinderköpfe aus Eisengusswerkstoffen entwickelt, die die zeit- und temperaturabhängige Plastizität in Finite-Elemente Berechnungen beschreiben und daraufbasierend die Werkstoffschädigung bewerten können.

 

Rechnerische Bewertung der Bauteillebensdauer von Aluminiumgusskomponenten unter kombinierter thermomechanischer und hochfrequenter Belastung (AiF-Projekt)

Projektlaufzeit: 1.1.2016 bis 30.6.2018

Projektbearbeiter: Steffen Mittag, MSc.

Zylinderköpfe und Kolben aus Aluminiumgusswerkstoffen werden im Einsatz einer überlagerten Beanspruchung aus niederfrequenten Temperaturwechseln infolge der Kaltstart- und Warmlaufphase und hochfrequenten Druckschwankungen durch den Verbrennungsprozess ausgesetzt. Die Temperaturwechsel führen durch die teilweise Behinderung der thermischen Ausdehnung zu einer thermomechanischen Ermüdungsbeanspruchung (TMF: thermomechanical fatigue), wodurch zu einem frühen Stadium der Bauteillebensdauer erste Ermüdungsrisse gebildet werden. Die durch den Verbrennungsprozess entstehende hochfrequente Ermüdungsbeanspruchung (HCF: high cycle fatigue) überlagert sich der TMF-Belastung und beschleunigt das Risswachstum abhängig von der Beanspruchungshöhe zusätzlich. Die einsatzrelevante Kombination aus TMF- und HCF-Beanspruchung kann bisher nur in aufwendigen und kostenintensiven Motorprüfstandsversuchen experimentell abgebildet werden. Um Fehlentwicklungen zu vermeiden, werden die Prototypen rechnerisch einer Festigkeitsbewertung unterzogen. Allerdings lassen sich die TMF- und HCF-Beanspruchung bisher nur getrennt voneinander bewerten, da keine Lebensdauermodelle bzw. Berechnungskonzepte für Aluminiumgusswerkstoffe unter TMF/HCF-Beanspruchung existieren. Daher wird in diesem Projekt gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM und dem Fraunhofer-Institut für für Chemische Technologie ICT eine Methodik entwickelt, die die rechnerische Bewertung der Bauteillebensdauer unter TMF/HCF ermöglichen soll. Aufbauend auf einem fortschrittlichen Lebensdauermodell, das die wesentlichen Schädigungsmechanismen beinhaltet, wird ein Bauteilberechnungskonzept entwickelt, das für die Lebensdauerberechnung von Komponenten geeignet ist.

 

Entwicklung einer Methodik zur Bewertung  der Ermüdungslebensdauer von hoch belasteten Warmumformwerkzeugen auf Basis fortschrittlicher Werkstoffmodelle (DFG-Projekt)

Projektlaufzeit: 1.1.2015 bis 18.2.2017

Projektbearbeiter: Andreas Jilg, MSc.

Viele Werkzeugschäden, die bei der Warmumformung im Betrieb auftreten, sind auf Ermüdungsrisse zurückzuführen. Die Ermüdungsrisse bilden sich und wachsen aufgrund der lokalen hohen zyklischen thermischen und mechanischen Beanspruchungen der Werkzeuge. Bisher gibt es keine etablierte Simulationsmethodik zur rechnerischen Bewertung der Lebensdauer von Umformwerkzeugen, die verlässliche Aussagen hinsichtlich der ertragbaren Zyklenzahl zum Versagen bei unterschiedlichen Beanspruchungsbedingungen zulässt. Ziel des beantragten Projekts ist es daher fortschrittliche Werkstoffmodelle zur Lebensdauerbewertung von Warmumformwerkzeugen zu entwickeln und diese anhand industrienaher Anwendungen auf ihre Vorhersagekraft zu überprüfen. Auf Basis von experimentellen Untersuchungen, die am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen IFUM der Leibniz Universität Hannover durchgeführt werden, werden die für die Modellierung notwendigen Werkstoffdaten eines breit eingesetzten Werkzeugstahls ermittelt und dessen Schädigungsverhalten untersucht. Andererseits werden in theoretischen Arbeiten fortschrittliche Werkstoffmodelle zur numerischen Beschreibung des gemessenen Verformungsverhaltens eingesetzt und weiterentwickelt. Zur Lebensdauerbewertung soll dabei gezielt ein auf dem beobachteten Schädigungsmechanismus basierendes Modell abgeleitet werden, das den Einfluss unterschiedlicher Belastungssituationen berücksichtigen kann. Die Modelle sollen in kommerzielle Finite-Elemente Programme implementiert und anhand zweier unterschiedlicher industrienaher Anwendungsfälle validiert werden. Mit den entwickelten Modellen soll zukünftig eine rechnerische Lebensdauerbewertung zur sicheren Auslegung von Warmumformwerkzeugen ermöglicht werden.

 

Einfluss der thermomechanischen Belastungsgeschichte auf mechanische Werkstoffeigenschaften (Industrieprojekt)

Projektlaufzeit: 1.11.2014 bis 31.12.2016

Projektbearbeiter: Ivan Rekun, MSc.

Komponenten von Raketentriebwerken müssen hohe Drücke wie auch heftige Temperaturwechsel ertragen. Während Temperaturwechsel zu Temperaturgradienten in den Komponenten und damit zu thermischen Spannungen führen, rufen die Drücke entsprechende Mittelspannungen hervor. Aufgrund der Überlagerung beider Belastungen tritt das sogenannte „Ratchetting-Phänomen“ auf, wodurch bei wiederholten Temperaturwechseln zunehmende plastische Verformungen in den Komponenten auftreten. Zur Auslegung der Komponenten in Finite-Elemente Berechnungen werden angemessene Werkstoffmodelle benötigt, die einerseits das Werkstoffverhalten bei hohen Temperaturen (Spannungsrelaxation, Kriechen, Erholung von Verfestigung) und andererseits das Ratchetting-Phänomen beschreiben können. Zwar existieren derartige Werkstoffmodelle, jedoch gibt es offene Fragen im Hinblick auf die Bestimmung der für die Finite-Elemente Berechnung notwendigen Werkstoffkennwerte der Modelle. Insbesondere muss bei der Bestimmung der Werkstoffkennwerte berücksichtigt werden, dass die Phänomene Spannungsrelaxation, Erholung von Verfestigung und Ratchetting überlagert auftreten. Es ist das Ziel des Projekts über Stabilitätsuntersuchungen eine mechanische als auch eine thermomechanische Belastungsgeschichte für Laborversuche zu „designen“, die die stabile Bestimmung der Werkstoffkennwerte eines fortschrittlichen zeit- und temperaturabhängigen Plastizitätsmodells mit „Ratchetting-Fähigkeit“ ermöglicht. Damit wird in Zukunft eine bessere Bewertung der Werkstoffbeanspruchung möglich sein, so dass die Eigenschaften der eingesetzten Werkstoffe bei thermomechanischen Belastungen besser ausgenutzt werden können.

 

Methodische Entwicklung von probabilistischen Werkstoffmodellen zur Lebensdauervorhersage von Turbinenkomponenten (Industrieprojekt)

Projektlaufzeit: 1.9.2012 bis 31.8.2015

Projektbearbeiter: Steffen Mittag, MSc.

Flugturbinenkomponenten wie Turbinenschaufeln und -scheiben sind hohen thermischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, welche Spannungen und lokal plastische Dehnungen hervorrufen können. Die Kombination von Temperaturübergängen mit mechanischen Dehnungszyklen führt zur thermomechanischen Ermüdung des Werkstoffs und damit zu einer zunehmenden Schädigung im Betrieb, die nach einer gewissen Zyklenzahl zum Versagen der Komponenten führen kann. Um unter diesen starken Werkstoffbelastungen eine Gewichtsreduktion bei der Entwicklung von neuen Turbinen und gleichzeitig eine Effizienzsteigerungen durch höhere Temperaturen erreichen zu können, sind zuverlässige Berechnungsmethoden zur Lebensdauervorhersage notwendig. Zur Lebensdauervorhersage wird in der Regel von einem Plastizitätsmodell ausgegangen, dessen Werkstoffkennwerte so bestimmt wurden, dass experimentell ermittelte Spannungen und Dehnungen des Werkstoffs mit dem Modell im Mittel gut beschrieben werden. Die mit dem Plastizitätsmodell deterministisch berechneten Spannungen und Dehnungen stellen Eingangsgrößen für ein Schädigungsmodell dar, mit dessen Hilfe wiederum im Mittel die für den Werkstoff gemessenen Lebensdauern deterministisch beschrieben werden. Die Streuung im Werkstoffverhalten unterschiedlicher Werkstoffproben und deren Einfluss auf die Lebensdauervorhersage von hoch belasteten Komponenten kann über diese Vorgehensweise nicht bewertet werden. Dadurch entstehen Unsicherheiten bei der Bauteilauslegung, die sowohl zu überkonservativen, jedoch aber auch zu nichtkonservativen Bauteilbewertungen führen können. Deshalb wurde in diesem Projekt eine Methodik zur probabilistischen Lebensdauervorhersage entwickelt, die eine Quantifizierung des Einflusses von Streuungen im Werkstoffverhalten auf die Lebensdauer ermöglicht.

 

Mikrostrukturbasierte Modellierung von Gusseisen mit lamellarer Graphitausbildung bei Wechselplastizität (DFG-Projekt)

Projektlaufzeit: 1.9.2011 bis 31.8.2015

Projektbearbeiter: Dr.-Ing. Mario Metzger

Gusseisen mit lamellarer Graphitausbildung wird für viele Bauteile, in denen ein hohes Dämpfungsvermögen, eine hohe Druckfestigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit gewünscht ist, wie z.B. für Bremsscheiben, Kupplungsdruckplatten, Schwungräder und Zylinderköpfe eingesetzt. In diesen Anwendungen wird der Werkstoff durch niederfrequente zyklischen An- und Abfahrvorgängen mechanisch stark belastet. Lokal überschreiten dabei die Spannungen im Bauteil die Fließgrenze des Gusseisens, so dass zyklische plastische Verformungen auftreten, die zur Ermüdung des Werkstoffs führen können. Das Werkstoffverhalten des Gusseisens ist jedoch sehr stark von der vom Gießprozess abhängigen Mikrostruktur abhängig. Daher wurde in diesem Projekt der Einfluss der Mikrostruktur des Graphits auf die Wechselplastizität von Gusseisen mit lamellarer Graphitausbildung untersucht. Dazu wurden repräsentative Volumenelemente (RVEs) analysiert, die aus 3D-Rekonstruktionen der realen Mikrostruktur erzeugt wurden. Für unterschiedliche Mikrostrukturen des Graphits (Verteilung, Größe, Anteil) wurden Fließflächen numerisch berechnet und deren Entwicklung bei zyklischen Belastungen beobachtet. Der probabilistischen Natur der Mikrostruktur wurde Rechnung getragen, indem neben den RVEs auch viele kleinere, nicht-repräsentative Testvolumenelemente (TVEs) untersucht wurden, die in ihrer Gesamtheit statistisch repräsentativ sind und eine Analyse der Streuung und der oberen und unteren Schranken der Fließorte ermöglichen. Die in den RVE- und TVE-Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse wurden zur Formulierung eines Werkstoffmodells für Gusseisen mit bestimmten Mikrostrukturen des Graphits herangezogen. Mit den Modellen soll zukünftig die Berücksichtigung der lokalen Eigenschaften bei der rechnerischen Bauteilauslegung ermöglicht werden.

 

Optimierung der numerischen Verformungs- und Schädigungsberechnung zur Lebensdauerbestimmung bei Kriechermüdungsbeanspruchung (DFG-Projekt)

Projektlaufzeit: 1.1.2010 bis 31.3.2013

Projektbearbeiter: Dr.-Ing. Michael Schlesinger

Dampfturbinen, stationäre Gasturbinen und Fluggasturbinen sind aufgrund der komplexen Betriebsbedingungen während der An- und Abfahrvorgänge wie auch dem stationären Betrieb hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Diese Beanspruchungen werden vor allem durch Temperaturtransienten, Fliehkräfte, Dampf- bzw. Gaskräfte sowie durch die auftretenden Haltezeiten während des stationären Betriebs hervorgerufen. Der Werkstoff erfährt dabei eine Kriechermüdungsbeanspruchung, wobei an den höchstbeanspruchten Stellen mehrachsige zeit- und temperaturabhängige elastisch-plastische Wechselverformungen auftreten. Diese Belastungen führen zur Kriech- und Ermüdungsschädigung des Werkstoffs. Die Interaktion der Schädigung wird derzeit noch häufig über lineare Schadensakkumulationsregeln bewertet, wobei über einfache phänomenologische Ansätze die Schadensanteile berechnet werden. In diesem Projekt wurden daher gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM und der Materialprüfanstalt Universität Stuttgart MPA verbesserte Berechnungsverfahren zur Lebensdauervorhersage bei Kriechermüdungsbeanspruchung entwickelt.

 

Publikationen

Bücher und Buchbeiträge

T. Seifert, Computational methods for fatigue life prediction of high temperature components in combustion engines and exhaust systems, Shaker Verlag, ISBN 978-3-8322-7061-2, 2008


Reviewed Papers

T. Seifert, P. von Hartrott, K. Boss, K., P. Wynthein, Lifetime Assessment of Cylinder Heads for Efficient Heavy Duty Engines Part I: A Discussion on Thermomechanical and High-Cycle Fatigue as Well as Thermophysical Properties of Lamellar Graphite Cast Iron GJL250 and Vermicular Graphite Cast Iron GJV450, SAE International Journal of Materials and Manufacturing 10(2), 2017, doi:10.4271/2017-01-0349

R. Hazime, T. Seifert, J. Kessens, F. Ju, Lifetime Assessment of Cylinder Heads for Efficient Heavy Duty Engines Part II: Component-Level Application of Advanced Models for Thermomechanical Fatigue Life Prediction of Lamellar Graphite Cast Iron GJL250 and Vermicular Graphite Cast Iron GJV450 Cylinder Heads, SAE International Journal of Materials and Manufacturing 10(2), 2017, doi:10.4271/2017-01-0346

M. Schlesinger, T. Seifert, J. Preußner, Experimental investigation of the time and temperature dependent growth of fatigue cracks in Inconel 718 and mechanism based lifetime prediction, accepted in International Journal of Fatigue, 2016, doi:10.1016/j.ijfatigue.2016.12.015

C. Fischer, C. Schweizer, T. Seifert, A crack opening stress equation for in-phase and out-of-phase thermomechanical fatigue loading, International Journal of Fatigue 88, 178-184, 2016, doi:10.1016/j.ijfatigue.2016.03.011

M. Metzger, T. Seifert, Computational assessment of the microstructure-dependent plasticity of lamellar gray cast iron - Part III: A new yield function derived from microstructure-based models, International Journal of Solids and Structures 87, 102-109, 2016, doi:10.1016/j.ijsolstr.2016.02.027

M. Metzger, T. Seifert, Computational assessment of the microstructure-dependent plasticity of lamellar gray cast iron - Part II: Initial yield surfaces and directions, International Journal of Solids and Structures 66, 194-206, 2015, doi:10.1016/j.ijsolstr.2015.04.014

M. Metzger, T. Seifert, Computational assessment of the microstructure-dependent plasticity of lamellar gray cast iron - Part I: Methods and microstructure-based models, International Journal of Solids and Structures 66, 184-193, 2015, doi:10.1016/j.ijsolstr.2015.04.016

C. Fischer, C. Schweizer, T. Seifert, Assessment of fatigue crack closure under in-phase and out-of-phase thermomechanical fatigue loading using a temperature dependent strip yield model, International Journal of Fatigue 78, 2015, 22-30, doi:10.1016/j.ijfatigue.2015.03.022

M. Metzger, T. Seifert, C. Schweizer, Does the cyclic J-integral describe the crack-tip opening displacement in the presence of crack closure?, Engineering Fracture Mechanics 134, 2015, 459-473, doi:10.1016/j.engfracmech.2014.07.017

M. Metzger, M. Leidenfrost, E. Werner, H. Riedel, T. Seifert, Lifetime prediction of EN-GJV 450 cast iron cylinder heads under combined thermo-mechanical and high cycle fatigue loading, SAE International Journal of Engines 7(2), 2014, 1073-1083, doi:10.4271/2014-01-9047

P. von Hartrott, T. Seifert, S. Dropps, TMF Life Prediction of High Temperature Components Made of Cast Iron HiSiMo: Part I: Uniaxial Tests and Fatigue Life Model, SAE International Journal of Materials and Manufacturing 7(2), 2014, 439-445, doi:10.4271/2014-01-0915

T. Seifert, R. Hazime, S. Dropps, TMF Life Prediction of High Temperature Components Made of Cast Iron HiSiMo: Part II: Multiaxial Implementation and Component Assessment, SAE International Journal of Materials and Manufacturing 7(2), 2014, 421-431, doi:10.4271/2014-01-0905

M. Metzger, T. Seifert, On the exploitation of Armstrong-Frederik type nonlinear kinematic hardening in the numerical integration and finite-element implementation of pressure dependent plasticity models, Computational Mechanics 52, 2013, 515-524, doi:10.1007/s00466-012-0828-1

M. Metzger, B. Nieweg, C. Schweizer, T. Seifert, Lifetime prediction of cast iron materials under combined Thermomechanical fatigue and high cycle fatigue loading using a mechanism-based model, International Journal of Fatigue 53, 2013, 58-66, doi:10.1016/j.ijfatigue.2012.02.007

M. Metzger, T. Seifert, A Mechanism-Based Model for LCF/HCF and TMF/HCF Life Prediction: Multiaxial Formulation, Finite-Element Implementation and Application to Cast Iron, Technische Mechanik 32, 2012, 435-445

M. Metzger, M. Knappe, T. Seifert, Models for Lifetime Estimation of Cast Iron Components, MTZ worldwide 10/2011, 70-78

G. Maier, H. Riedel, T. Seifert, J. Klöwer, R. Mohrmann, Time and Temperature Dependent Cyclic Plasticity and Fatigue Crack Growth of the Nickel-Base Alloy617B – Experiments and Models, Advanced Materials Research 278, 2011, 369-374, doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.278.369

C. Schweizer, T. Seifert, B. Nieweg, P. von Hartrott, H. Riedel, Mechanisms and modelling of fatigue crack growth under combined low and high cycle fatigue loading, International Journal of Fatigue 33, 2011, 194-202, doi:10.1016/j.ijfatigue.2010.08.008

T. Seifert, C. Schweizer, M. Schlesinger, M. Möser, M. Eibl, Thermomechanical fatigue of 1.4849 cast steel – experiments and life prediction using a fracture mechanics approach, International Journal of Materials Research 101, 2010, 942-950, doi:10.3139/146.110363

T. Seifert, H. Riedel, Mechanism-based thermomechanical fatigue life prediction of cast iron. Part I: Models, International Journal of Fatigue 32, 2010, 1358-1367, doi:10.1016/j.ijfatigue.2010.02.004

T. Seifert, G. Maier, A. Uihlein, K.-H. Lang, H. Riedel, Mechanism-based thermomechanical fatigue life prediction of cast iron. Part II: Comparison of model predictions with experiments, International Journal of Fatigue 32, 2010, 1368-1377, doi:10.1016/j.ijfatigue.2010.02.005

C. Schweizer, T. Seifert, H. Riedel, Simulation of fatigue crack growth under large scale yielding conditions, Journal of Physics: Conference Series 240, 2010, 012043, doi:10.1088/1742-6596/240/1/012043

T. Seifert, I. Schmidt, Plastic yielding in cyclically loaded porous materials, International Journal of Plasticity 25, 2009, 2435-2453, doi:10.1016/j.ijplas.2009.04.003

T. Seifert, G. Maier, Linearization and finite-element implementation of an incrementally objective canonical form return mapping algorithm for large deformation inelasticity, International Journal for Numerical Methods in Engineering 75, 2008, 690-708, doi:10.1002/nme.2270

T. Seifert, I. Schmidt, Line-search methods in general return mapping algorithms with application to porous plasticity, International Journal for Numerical Methods in Engineering 73, 2008, 1468-1495, doi:10.1002/nme.2131

T. Schenk, T. Seifert, H. Brehm, A simple analogous model for the determination of cyclic plasticity parameters of thin wires to model wire drawing, Journal of Engineering Materials and Technology 129, 2007, 488-495, doi:10.1115/1.2744436

T. Seifert, T. Schenk, I. Schmidt, Efficient and modular algorithms in modeling finite inelastic deformations: objective integration, parameter identification and sub-stepping techniques, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 196, 2007, 2269-2283, doi:10.1016/j.cma.2006.12.002


Unreviewed Papers

Veröffentlichte Konferenzbeiträge/Conference Proceedings:

I. Rekun, T. Seifert, R. Jörg, Determination of stable and robust material properties for the assessment of thermomechanically loaded components of rocket engines with viscoplastic constitutive equations, In: Tagungsband 14th European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Environmental Testing (ECSSMET), Toulouse, France, 2016

R. Hazime, T. Seifert, P. von Hartrott, S. Dropps, Thermo-Mechanical Fatigue Life Prediction under Multiaxial Loading: Implementation and Component Assessment, In: Tagungsband 2014 SIMULIA Community Conference, Providence, Rhode Island, 2014

S. Fliegener, M. Luke, D. Elmer, T. Seifert, Multi-scale modelling of the viscoelastic properties of non-woven, thermoplastic composites, In: Tagungsband 19th International Conference on Composite Materials, Montréal Canada, 2013

S. Fliegener, M. Luke, D. Elmer, T. Seifert, Modellierung des Kriechverhaltens langfaserverstärkter Thermoplaste unter Berücksichtigung der prozessabhängigen Faserausrichtung, 19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, 2013, Karlsruhe, Deutschland, ISBN 978-3-00-042309-3

M. Schlesinger, T. Seifert, M. Möser, H. Riedel, LCF- und TMF-Versuche mit kraftwerkstypischen niedrigen Belastungsraten zur Charakterisierung von Nickelbasislegierungen, In: Tagungsband Werkstoffprüfung 2010, M. Pohl (Ed.), Neu-Ulm, 2010, 113-118

R.-K. Krishnasamy, T. Seifert, D. Siegele, A computational approach for thermomechanical fatigue life prediction of dissimilarly welded superheater tubes, In: Tagungsband “9th Liege Conference : Materials for Advanced Power Engineering 2010”, J. Lecomte-Beckers, Q. Contrepois, T. Beck, B. Kuhn. (Eds.), 2010, 1126-1135

G. Maier, M. Möser, H. Riedel, T. Seifert, D. Siegele, J. Klöwer, R. Mohrmann, High Temperature Plasticity and Damage Mechanisms of the Nickel Alloy 617B, In: Tagungsband des 36. MPA-Seminars, Stuttgart, 2010, 25.1-25.18

G. Maier, T. Seifert, H. Riedel, Failure and fatigue life prediction of automotive cast iron materials under thermomechanical loading International Conference on Failure Analysis and Repair Welding, Cairo, Egypt, 2009, 125-136

T. Seifert, P. von Hartrott, H. Riedel, D. Siegele, Thermomechanical fatigue life prediction of high temperature components, In: Tagungsband des 35. MPA-Seminars "Materials & Components Behaviour in Energy & Plant Technology", Stuttgart, 2009, 16.1-16.19

T. Seifert, H. Riedel, Fatigue life prediction of high temperature components in combustion engines, In: Tagungsband der European Automotive Simulation Conference (EASC), München, 2009, 313-324

T. Seifert, H. Riedel, Rechnerische Methoden zur Lebensdauervorhersage von gegossenen Hochtemperaturbauteilen, In: Tagungsband zur 31. Vortragsveranstaltung der Arbeitsgemeinschaft für warmfeste Stähle und der Arbeitsgemeinschaft für Hochtemperaturwerkstoffe am Stahlinstitut VDEh im Stahl-Zentrum, Düsseldorf, 2008, 67-76

T. Seifert, H. Riedel, Rechnerische Methoden zur Lebensdauervorhersage von gegossenen Hochtemperaturbauteilen, In: Tagungsband zur 20. Deutschsprachigen ABAQUS Benutzerkonferenz, Bad Homburg, 2008, 1-15

C. Schweizer, T. Seifert, M. Schlesinger, H. Riedel, Korrelation zwischen zyklischer Rissspitzenöffnung und Lebensdauer, In: Tagungsband DVM - Arbeitskreis Bruchvorgänge, Dresden, 2007, 237-246

T. Seifert, Ein komplexes LCF-Versuchsprogramm zur schnellen und günstigen Werkstoffparameteridentifizierung, In: Tagungsband Werkstoffprüfung 2006, M. Borsutzki, S. Geisler (Eds.), Bad Neuenahr, 2006, 409-414

M. Tandler, T. Seifert, R. Mohrmann, Bestimmung von Spannungs-Dehnungskurven bei erhöhter Temperatur aus registrierenden Eindruckversuchen, In: Tagungsband Werkstoffprüfung 2006, M. Borsutzki, S. Geisler (Eds.), Bad Neuenahr, 2006, 127-132

P. von Hartrott, M. Schlesinger, T. Seifert, R. Mohrmann, Anpassung eines nicht-isothermen Verformungsmodells an X12CrMoWVNbN10-1-1, In: Tagungsband zur 29. Vortragsveranstaltung der Arbeitsgemeinschaft für warmfeste Stähle und der Arbeitsgemeinschaft für Hochtemperaturwerkstoffe am Stahlinstitut VDEh im Stahl-Zentrum, Düsseldorf, 2006, 129-136

T. Seifert, R. Mohrmann, P. von Hartrott, M. Tandler, H. Riedel, Thermo-mechanical material models for components of engines and power plants, In: Conference Proceedings, 24th CADFEM Users' Meeting 2006, October 25-27, Stuttgart/Fellbach, Germany, 2006, 2.2.1

R. Mohrmann, T. Seifert, W. Willeke, D. Hartmann, Fatigue life simulation for optimized exhaust manifold geometry, SAE Technical Papers, SAE World Congress & Exhibition, Detroit, MI, USA, 2006, Doc-No: 2006-01-1249

P. von Hartrott, R. Mohrmann, T. Seifert, Zur Absicherung von Verformungsmodellen durch Kriechversuche bei niedrigen Spannungen, In: Tagungsband zur 28. Vortragsveranstaltung der Arbeitsgemeinschaft für warmfeste Stähle und der Arbeitsgemeinschaft für Hochtemperaturwerkstoffe am Stahlinstitut VDEh im Stahl-Zentrum, Düsseldorf, 2005, 96-102

R. Mohrmann, T. Seifert, H. Höll, Simulation der TMF-Lebensdauer von Salzbadexperimenten mit einem viskoplastischen Stoffgesetz. In: Tagungsband zur 28. Vortragsveranstaltung der Arbeitsgemeinschaft für warmfeste Stähle und der Arbeitsgemeinschaft für Hochtemperaturwerkstoffe am Stahlinstitut VDEh im Stahl-Zentrum, Düsseldorf, 2005, 86-95

T. Seifert, R. Mohrmann, Ein Erfahrungsbericht zu einer UMAT für temperaturabhängiges viskoplastisches Materialverhalten, In: Tagungsband zur 17. Deutschsprachigen ABAQUS Benutzerkonferenz, Nürnberg, 2005, 1-17

R. Mohrmann, T. Seifert, H. Höll, Modelling the TMF-life of a salt bath experiment with viscoplastic constitutive equations, In: Proceedings of the PVP, ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference, K. Yoon (Ed.), ASME, Denver, Colorado USA, 2005, 1-6

Sonstige Veröffentlichungen/Other Publications:

A. Jilg, T. Seifert, Das (richtig berechnete Umform-) Werkzeug macht den Unterschied, Forschung im Fokus, Hochschule Offenburg 2016, 37-39

S. Mittag, T. Seifert, Mit Bestimmtheit höhere Bauteilsicherheit durch Probabilistik, Forschung im Fokus, Hochschule Offenburg, 2016, 40-42

L. Nasdala, T. Seifert, C. Wetzel, Technische Mechanik mit modernen Simulationsprogrammen - Theorie meets Praxis, Campus 39, Magazin der Hochschule Offenburg, 2015, 34-35

T. Seifert, Werkstoffmechanik für die Bauteilentwicklung im Computer, Forschung im Fokus, Hochschule Offenburg, 2015, 40-42

T. Seifert, S. Mittag, Sichere Bauteile trotz werkstoffbedingter Unsicherheiten, Forschung im Fokus, Hochschule Offenburg, 2014, 44-46

T. Seifert, M. Metzger, Mikrostrukturbasierte Modellierung von lamellarem Gusseisen, Beiträge aus Forschung und Technik, Hochschule Offenburg, 2013, 53-55

T. Seifert, M. Schlesinger, Lebensdauerbewertung von Turbinenkomponenten, Beiträge aus Forschung und Technik, Hochschule Offenburg, 2012, 66-68

M. Metzger, B. Nieweg, T. Seifert, Lebensdauervorhersage für die Graugusswerkstoffe EN GJS700, EN GJV450 und EN GJL250 bei kombinierter nieder- und hochfrequenter Belastung, Giesserei 99 04/2012, 50-55

T. Seifert, H. Riedel, Thermomechanische Ermüdung von Eisengusswerkstoffen, Konstruktion, Ausgabe 1/2, 2009, IW 9-10

T. Seifert, Thermomechanische Ermüdung von Eisengusswerkstoffen, Jahresbericht, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, 2008, 46

T. Seifert, Computer simuliert Hitzestress, Mediendienst der Fraunhofer Gesellschaft, 2008, Nr. 8, Thema 4

T. Seifert, P. von Hartrott, M. Tandler, Bauteilentwicklung leicht gemacht, Jahresbericht, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, 2007, 53

T. Seifert, H. Riedel, G. Pramhas, G. Bumberger, Lifetime Models for High-Temperature Components, Auto Technology 7, 2007, 34-38

 

Vorträge, Interviews und Diskussionsrunden

T. Seifert, H.-J. Starmans, Impact of thermo-mechanical loading history on mechanical properties and verification of aerospace materials, ESA/ESTEC Coordinated Final Presentation Days, European Space & Technology Centre, Noordwijk, Netherlands, 2016 

M. Metzger, T. Seifert, Von der Mikrostruktur des Werkstoffs zur simulationsbasierten Bauteilbewertung - Von der Forschung direkt in die Anwendung, Forschung auf dem Campus, Hochschule Offenburg, 2016

T. Seifert, I. Rekun, Determination of stable and robust material properties for the assessment of thermomechanically loaded components of rocket engines with viscoplastic constitutive equations, 4th Workshop on Structural Analysis of Lightweight Structures, INTALES and University of Innsbruck, Innsbruck, Austria, 2016

C. Fischer, C. Schweizer, T. Seifert, A crack opening stress equation for in-phase and out-of-phase thermomechanical fatigue loading, TMF-Workshop, BAM, Berlin, 2016

M. Schlesinger, T. Seifert, J. Preußner, Experimental investigation of the time and temperature dependent growth of small fatigue cracks in Inconel 718 and mechanism based lifetime prediction, TMF-Workshop, BAM, Berlin, 2016

S. Mittag, T. Seifert, A. Fischerworring-Bunk, F. Vöse, Probabilistische Bewertung der Ermüdungslebensdauer einer Nickelbasislegierung mit einem mechanismusbasierten Modell und statistischen Informationen zu mechanischen Werkstoffkennwerten, Deutsche Gesellschaft für Materialkunde DGM und Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung DVM, Arbeitsgruppe „Materialermüdung", 2016

C. Fischer, C. Schweizer, T. Seifert, Einfluss der TMF-Phasenbeziehung und der Maximaltemperatur auf das plastizitätsinduzierte Rissschließen am Beipiel einer Nickelbasisgusslegierung, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung DVM, Arbeitskreis „Bauteilverhalten bei thermomechanischer Ermüdung", 2015

R. Hazime, T. Seifert, P. von Hartrott, S. Dropps, Application of the Perzyna Model for Thermomechanical Fatigue (TMF) Life Prediction of an Exhaust Manifold, ANSYS' Convergence Conference, Schaumburg, Illinois, USA, 2015

T. Seifert, Ausprobieren war früher! Werkstoffmechanik für die Bauteilentwicklung im Computer, Forschung auf dem Campus, Hochschule Offenburg, 2014

T. Seifert, Das richtige Material macht‘s! Aber wie?, Science Slam, Hochschule Offenburg, 2014

T. Seifert, Zeit- und temperaturabhängige Wechselplastizität und Schädigung von Nickel-Basislegierungen: Versuche, Mechanismen und Modelle, Werkstoffkolloquium im Wintersemester 2010/11, Institut für Angewandte Materialien, Karlsruher Institut für Technologie, 2010

M. Tandler, T. Seifert, Simulation von Eindruckversuchen an einem Schicht-Substrat-System, Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik AWT, Fachausschuss „Härteprüfung", 2010

C. Schweizer, B. Nieweg, T. Seifert, M. Schlesinger, P. von Hartrott, Mechanismenbasierte Lebensdauerberechnung unter LCF/HCF-Belastung, Deutsche Gesellschaft für Materialkunde DGM, Arbeitsgruppe „Materialermüdung", 2009

T. Seifert, C. Schweizer, B. Nieweg, P. von Hartrott, H. Riedel, LCF/TMF-Risswachstum bei überlagerter HCF-Belastung in einem warmfesten Stahl, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung DVM, Arbeitsgruppe „Verformungs- und Versagensverhalten bei komplexen thermisch-mechanischen Ermüdungsbeanspruchungen", 2009

T. Seifert, C. Schweizer, M. Schlesinger, M. Möser, M. Eibl, Thermomechanical fatigue life prediction of 1.4849 cast steel using a fracture mechanics approach, European Structural Integrity Society ESIS, Technical Committee 8 „Numerical Methods", 2009

C. Schweizer, T. Seifert, H. Riedel, Ermüdungsrisswachstum eines ferritisch-martensitischen 10%-Chrom-Stahls unter LCF und TMF Belastung, Deutsche Gesellschaft für Materialkunde DGM, Arbeitskreis „Mechanisches Verhalten bei hoher Temperatur", 2008

T. Seifert, R. Venugopal, R. Mohrmann, Simulation von Eindruckversuchen an Schicht-Substrat-Systemen, Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik AWT, Fachausschuss „Härteprüfung", 2005

T. Seifert, B. Blug, H. Knoll, Simulation von Eindruckversuchen zur Bestimmung von Materialparametern - Inverse Modellierung, Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik AWT, Fachausschuss „Härteprüfung", 2004

Sonstige

Mitgliedschaften

Mitglied im Baden-Württemberg Center of Applied Research BW-CAR
(https://www.hochschulen-bw.de/home/bw-car/aktuelles-bw-car.html)

Gutachtertätigkeiten

Zeitschriften/Journals:

Engineering Fracture Mechanics (Elsevier)

International Journal of Fatigue (Elsevier)

International Journal of Materials Research (Hanser)

International Journal of Mechanical Sciences (Elsevier)

Materials Characterization (Elsevier)

Metallurgical and Materials Transactions A (Springer)

Konferenzen/Conferences:

ASME Turbo Expo 2012 & 2013 & 2017

Forschungsanträge/Research proposals:

DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

Weitere Aktivitäten

Werkstoffkennwerte für die Finite-Elemente Berechnung

Mittels Computersimulation ist es möglich bei der Auslegung der Bauteile, teure und zeitaufwändige Bauteilversuche zu ersetzten und ein besseres Verständnis der Bauteil- und Werkstoffbelastung zu erreichen. Kommerzielle Simulationsprogramme bieten hierzu fortschrittliche Werkstoffmodelle an, die verlässliche Aussagen zu den in den Bauteilen auftretenden Spannungen und (plastischen) Dehnungen und zur Bauteillebensdauer erlauben. Allerdings werden zur Anwendung der fortschrittlichen Modelle Werkstoffkennwerte benötigt, die meist nicht allgemein verfügbar sind, so dass diese fortschrittlichen Modelle bisher kaum eingesetzt werden können. Damit die Modelle produktiv in Unternehmen genutzt werden können, bestimmt Professor Seifert für Unternehmen die notwendigen Werkstoffkennwerte auf Basis von vorliegenden Versuchsdaten. Existieren keine Versuchsdaten zum eingesetzten Werkstoff, so koordiniert Professor Seifert die Ermittlung von angemessenen der Versuchsdaten für die zugrundeliegende Anwendung und das dazu geeignete Werkstoffmodell.

Beratung und Schulung

Häufig werden in Unternehmen die Fähigkeiten von fortschrittlichen Werkstoffmodellen in der Finite-Elemente Berechnung nicht genutzt, weil das grundlegende Verständnis der Werkstoffmodelle fehlt und die notwendigen Werkstoffkennwerte nicht allgemein verfügbar sind. Damit die Fähigkeiten der Modelle voll ausgenutzt werden können, berät Professor Seifert Unternehmen hinsichtlich dem Einsatz von fortschrittlichen Werkstoffmodellen und hilft den Unternehmen durch die zielgerichtete Schulung der Mitarbeiter ein nachhaltiges Know-How auf diesem Gebiet aufzubauen. So können die Unternehmen mit Hilfe der Finite-Elemente Berechnung verlässlichere Aussagen zur Werkstoffbeanspruchung in ihren Bauteilen und zur Bauteillebensdauer machen. Auf Basis dieser Ergebnisse kann die Qualität der Bauteile erhöht werden, während gleichzeitig eine Reduzierung der Entwicklungskosten und -zeiten möglich ist.

 
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