WSK Schwingfestigkeit

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  1. Was ist eine schwingende Beanspruchung?
    Zeitlich veränderliche Beanspruchung (mehr oder minder regelmäßig)
  2. Wie wird eine schwingende Beanspruchung beschrieben (Parameter)?
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    • Image Upload 2
  3. Image Upload 3
    • 1. Spannung
    • 2. sigma
    • 3. T
    • 4. sigmaa
    • 5. sigmau
    • 6. Zeit t
    • 7. sigmao
    • 8. delta-sigma
  4. Welche 2 grundsätzlichen Fälle lassen sich bei der Einteilung der Beanspruchungsverläufe unterscheiden?
    • wechselnde Beanspruchung (Vorzeichen kehrt sich im Zeitverlauf um, Bewegung um Nulllinie)
    • schwellende Beanspruchung (Spannung nur im Zug- bzw. Druckbereich)
  5. Image Upload 4
    • 1. rein wechselnd
    • 2. zug wechselnd
    • 3. rein zug schwellend
    • 4. zug schwellend
    • 5. statische Last
    • 6. Image Upload 5
  6. Was ist die Wöhlerlinie?
    • Verwendet um Maß für Verhalten unter schwingender Beanspruchung zu erhalten
    • Prüfung welche Schwingspielzahl eine Probe bei schwingender Belastung mit festgelegter Mittelspannung erreicht, bis sie versagt
    • Bei verschiedenen Amplituden ermittelt => Diagramm => Wöhlerlinie
  7. Ermittlung der Wöhlerlinie (Diagramm)
    Image Upload 6
  8. Was bezeichnet man bei Schwingungsversuchen mit Versagen?
    Den Bruch, der erste Anriss wäre zu schwer zu ermitteln
  9. Was ist die Bruchschwingspielzahl?
    Spielzahl NB, die bei gegebener Amplitude zum Bruch führt
  10. Was ist die Grenzschwingspielzahl?
    • Bei kleiner werdenden Amplituden, muss man aus praktischen Gründen bei der Grenzschwingspielzahl NG abbrechen, ohne dass der Bruch erreicht wurde
    • Nichtgebrochene Proben als Durchläufer bezeichnet
  11. Was ist die Dauerfestigkeit?
    • Wird aus Mittelspannung und Amplitude, die bis zur Grenzschwingspielzahl ertragen werden kann, ermittelt
    • Image Upload 7
  12. Was sind Zeitfestigkeiten?
    • Spannungsamplituden, die zu Bruchschwingzahlen unterhalb der Dauerfestigkeit führen
    • mit Lebensdauer ind Schwingspielen gekennzeichnet
    • Image Upload 8
  13. Welche Darstellungsformen von Wöhlerlinien gibt es?
    • beide Achsen linear (lineare Auftragung)
    • beide Achsen logarithmisch (doppelt-logarithmische Auftragung)
    • Spannung linear, Schwingspielzahl logarithmisch (halblogarithmische Auftragung)
  14. Doppelt-Logarithmische Auftragung (Diagramm)
    Image Upload 9
  15. Halblogarithmische Auftragung (Diagramm)
    Image Upload 10
  16. Lineare Auftragung (Diagramm)
    Image Upload 11
  17. Was ist ein Streuband?
    • Bei Schwingungsversuchen Ergebnisse stark gestreut
    • Streuband von Werten entsteht
    • Viele Versuche notwendig
  18. Was ist die Bruchwahrscheinlichkeit?
    • Aufgrund der großen Steuung der Ergebnisse, kann man durch statistische Berechnungen den Linen Bruchwahrscheinlichkeiten zuordnen PB
    • Image Upload 12
  19. Was ist die Überlebenswahrscheinlichkeit?
    • Komplementär zur Bruchwahrscheinlichkeit
    • Pü
  20. Wie unterscheiden sich die Wöhler-Streubänder von Eisen- und Nichteisenmetallen?
    • Eisen (krz): Streuband geht ab Schwingspielzahlen von 10^6 in annähernd linearen Verlauf über
    • Nichteisenmetalle (kfz): NICHT SO, oder erst wesentlich später
  21. In welche drei Bereiche kann die Wöhlerlinie unterteilt werden?
    Image Upload 13
  22. Wie kann die Wöhlerlinie mathematisch beschrieben werden?
    • für jeden Bereich einzeln
    • Bereiche annähernd wie gerade Linienzüge
  23. Wie wird der Bereich der Kurzzeitfestigkeit K beschrieben?
    • über zum Versagen führende Grenzamplitude
    • Image Upload 14
  24. Wie wird der Bereich der Zeitfestigkeit Z math. beschrieben?
    • Ausgleichgerade (bestimmt durch Neigungsexponenten und Stützpunkt) beschreibt Lage der Versagenspunkte
    • Neigung der Geraden durch Neigungsexponenten k beschrieben
    • Image Upload 15

    • Stützpunkt PD stellt Schnittpunkt der Zeitfestigkeitslinie mit Dauerfestigkeitsgerade dar
    • Image Upload 16
  25. Wie wird der Bereich der Dauerfestigkeit D math. beschrieben?
    • Gerade verläuft idealisiert betrachtet horizontal in Höhe der Dauerfestigkeitsamplitude
    • Image Upload 17
  26. Nenne wichtige Kenngrößen zu den statistischen Auswerteverfahren
    • Logarithmischer Mittelwert der Lebensdauer im Zeitfestigkeitsgebiet
    • Standardabweichung
    • Streuspanne
    • Logarithmische Merkmalsgröße (oder Sicherheitsspanne)
    • zu erwartende Lebensdauer (für betimmte Ausfallwahrscheinlichkeit PA
  27. Was ist die Wechselfestigkeit?
    Wechselfestigkeit Image Upload 18 ist die auf Dauer ertragbare Spannungsamplitude bei rein wechselnder Beanspruchung
  28. Wie wird die Wechselfestigkeit unterteilt?
    • in Abhängigkeit von der Beanspruchungsart
    • Zug-Druck-Wechselfestigkeit Image Upload 19
    • Biegewechselfestigkeit Image Upload 20
    • Torsionswechselfestigkeit Image Upload 21
  29. Wie werden die Wechselfestigkeiten angenähert?
    • empirisch:
    • Image Upload 22
    • experimentell:
    • Image Upload 23
  30. Image Upload 24
    • a) Rm1
    • b) Rm2
    • c) Rm3
  31. Wie hängen Spannungsamplitude, Spannungsverhältnis und Mittelspannung voneinander ab?
    ertragbare Spannungsamplitude Image Upload 25 nimmt mit zunehmendem Spannungsverhältnis R - und damit einhergehender Zunahme der Mittelspannung Image Upload 26 - ab
  32. Wie und warum hängen Mittelspannung (bei Zug und bei Druck) und Schwingfestigkeit zusammen?
    • bei Zugmittelspannung => Schwingfestigkeitsabnahme
    • bei Druckmittelspannung => Schwingfestigkeitszunahme

    • Werkstoffgleiten wird durch bei Zugspannung auftretender Normalspannung in der Gleitebene erleichtert und durch Druckspannung erschwert
    • Durch zunehmende Oberspannung tritt verstärkt makroskopisches Fließen auf => zyklische Dehnungszuhnahme
  33. Einfluss der Mittelspannung auf Wöhlerlinie (Diagramm)
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  34. Wie hängen Probengröße und Schwingfestigkeit zusammen?
    • Zunahme Probengröße => Abnahme Schwingfestigkeit
    • Image Upload 28
  35. Warum nimmt Schwingfestigkeit mit Probengröße ab (3 Ursachen)?
    • Fehlstellen im Werkstoff (Statistisch mehr Fehlstellen => mehr Angriffsstellen)
    • Spannungsmechanik (Bei gleicher maximaler Randspannung tritt bei größeren Proben unter Biegung und Torsion in der Oberflächenschicht eine größere durchschnittliche Spannung auf [mehr Oberfläche bedeutet mehr Angriffsfläche])
    • Technologische Faktoren (techn. Beschränkungen beim Ur- und Umformen verursachen unterschiedliche Gefügearten und Eigenspannungen, Bsp. Lunker: Wand dick = doof)
  36. Wie wird die Kerbwirkung bei Schwingversuchen beschrieben?
    Was bedeutet dies für die Wöhlerlinie (Diagramm)?
    • Kerbwirkungszahl Kf bzw. ßk
    • Image Upload 29
  37. Wovon ist die Kerbwirkungszahl abhängig?
    • Zugfestigkeit
    • Probenkerbe
    • Probengröße
    • Oberfläche
    • Beanspruchungsart
    • Werkstoffzustand in der Randzone
    • Mittelspannung
    • Temperatur
    • Korrosion
  38. Wie berechnet man Kf?
    • unter Verwendung der dynamischen Stützziffer Image Upload 30 mit Hilfe des Spannungsgradienten X*
    • Bsp. glatte Biegung:
    • Image Upload 31

    Image Upload 32
  39. Wie hängen max. ertragbare Spannungsamplitude und Beanspruchungsart zusammen?
    Image Upload 33
  40. Wie hängen Oberfläche und max. ertragbare Spannungsamplitude zsm.?
    • Oberfläche hauptbeanspruchtes Gebiet => Abhängigkeit von Güte
    • Image Upload 34
  41. Temperatureinfluss auf Wöhlerlinie?
    • 2. Bereiche: ober- und unterhalb der Rekristallisationstemp.
    • oberhalb: Schädigung durch Übermüdung von Kriechschädigung überlagert (Abnahme der Belastungsfrequenz => Abnahme Lebensdauer)

    • =>>> Zunahme Temp => Abnahme Schwingfestigkeit
    • Image Upload 35
  42. Korrosionseinfluss auf Wöhlerlinie?
    • korrosive Umgebung verringert Dauerfestigkeit deutlich
    • =>Oberflächenbeschaffenheit verändert
    • =>Begünstigung der Ermüdungsmechanismen
    • =>Beschleunigung des Risswachstums
    • Image Upload 36
  43. Ursachen für Schadensfälle bei Schwingungsbeanspruchung (zu viele)
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  44. In welche Phasen wird die Rissentstehung eingeteilt?
    Wie viel % der Lebensdauer machen sie bei zähen und spröden Werkstoffen ungefähr aus?
    • Rissbildung
    • Rissfortschritt

    • zäh: 1. Phase ungefähr 90%
    • spröde: 1. Phase ungefähr 10%
  45. Image Upload 38
    Image Upload 39
  46. Wie ist der techn. Anriss definiert?
    Übergang von Rissbildungs- zur Rissfortschrittsphase
  47. Durch welchen Ablauf ist die Rissentstehung charakterisiert?
    • In der Ebene der max. Schubspannungen bilden sich Gleitbänder
    • An der Oberfläche stauen sich Versetzungen => Bildung von Gleitbändern mit Intrusionen und Extrusionen
    • Bildung von Mikrorissen entlang der Gleitbänder und ausgehend von den Intrusionen
  48. Image Upload 40
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  49. Image Upload 42
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  50. Image Upload 44
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  51. Image Upload 46
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Author:
Anonymous
ID:
28922
Card Set:
WSK Schwingfestigkeit
Updated:
2010-08-04 16:12:57
Tags:
WSK
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Kapitel 3
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