Moderne Windkraftanlagen spielen eine entscheidende Rolle im Übergang zu einer erneuerbaren Energieproduktion. Eine zunehmende Leistung pro Turbine bedingt dabei eine entsprechende Steigerung der Leistungsdichte moderner Anlagen. Dies führt zu einer Optimierung von dickwandigen Gussbauteilen zur Steigerung der lokalen Beanspruchungsrate.

Eine Charakteristik dickwandiger Gussbauteile ist die lokale Gefügevaration in Folge variierender Erstarrungs- und Abkühlbedingungen. Diese führen zu veränderter Gestalt der Graphitausscheidung, der Matrixphasen und Korngrößenverteilungen sowie möglicher Lunker und Porositäten. Zur Bestimmung der lokalisierten Ermüdungsfestigkeiten werden zunehmends experimentelle Kurzzeitverfahren und simulative Ermüdungsmodelle eingesetzt. Dabei bieten Kurzzeitverfahren die Vorteile der Abschätzung einer Ermüdungsfestigkeit auf einem reduzierten Probenumfang, bspw. auf Basis von Proben entnommen aus Bauteilen, wohingegen simulative Ermüdungsmodelle die Übertragbarkeit auf beliebige Bauteilbe reiche erlauben.

Das Potential der simulativen Ermüdungsmodelle ist maßgeblich an ihre Vorhersagegüte gekoppelt, welche in der industriellen Anwendung stets validiert werden muss. Hier erlaubt die Kombination von Kurzzeitverfahren und simulativen Ermüdungsmodell eine bauteilspezifische Validierung des Ermüdungsmodells. Zu diesem Zweck wird ein mehrskaliges Tanaka-Mura basiertes Ermüdungsmodell für EN-GJS-500-14 implementiert, welches auf Basis einer kristallplastisch motivierten Abschätzung der lokalen Versetzungsbewegung die Mikrorissbildung im Gefüge abbildet. Dieses mehrskalige Modell kann somit verwendet werden, um die simulative lastabhängige Mikrorissbildung und abgeleitete Lebensdauer mit den Ergebnissen von bauteilspezifischen Laststeigerungsversuchen zu vergleichen. Somit kann ein entsprechend validiertes mehrskaliges Ermüdungsmodell für die bauteilübergreifende Vorhersage der lokalen Ermüdungseigenschaften in Großgussbauteilen eingesetzt werden.