WSK Schwingfestigkeit

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Author:
Anonymous
ID:
28922
Filename:
WSK Schwingfestigkeit
Updated:
2010-08-04 12:12:57
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WSK
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Kapitel 3
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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)?
    • 1. Spannung
    • 2. sigma
    • 3. T
    • 4. sigmaa
    • 5. sigmau
    • 6. Zeit t
    • 7. sigmao
    • 8. delta-sigma
  3. 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)
    • 1. rein wechselnd
    • 2. zug wechselnd
    • 3. rein zug schwellend
    • 4. zug schwellend
    • 5. statische Last
    • 6.
  4. 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
  5. Ermittlung der Wöhlerlinie (Diagramm)
  6. Was bezeichnet man bei Schwingungsversuchen mit Versagen?
    Den Bruch, der erste Anriss wäre zu schwer zu ermitteln
  7. Was ist die Bruchschwingspielzahl?
    Spielzahl NB, die bei gegebener Amplitude zum Bruch führt
  8. 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
  9. Was ist die Dauerfestigkeit?
    • Wird aus Mittelspannung und Amplitude, die bis zur Grenzschwingspielzahl ertragen werden kann, ermittelt
  10. Was sind Zeitfestigkeiten?
    • Spannungsamplituden, die zu Bruchschwingzahlen unterhalb der Dauerfestigkeit führen
    • mit Lebensdauer ind Schwingspielen gekennzeichnet
  11. Welche Darstellungsformen von Wöhlerlinien gibt es?
    • beide Achsen linear (lineare Auftragung)
    • beide Achsen logarithmisch (doppelt-logarithmische Auftragung)
    • Spannung linear, Schwingspielzahl logarithmisch (halblogarithmische Auftragung)
  12. Doppelt-Logarithmische Auftragung (Diagramm)
  13. Halblogarithmische Auftragung (Diagramm)
  14. Lineare Auftragung (Diagramm)
  15. Was ist ein Streuband?
    • Bei Schwingungsversuchen Ergebnisse stark gestreut
    • Streuband von Werten entsteht
    • Viele Versuche notwendig
  16. Was ist die Bruchwahrscheinlichkeit?
    • Aufgrund der großen Steuung der Ergebnisse, kann man durch statistische Berechnungen den Linen Bruchwahrscheinlichkeiten zuordnen PB
  17. Was ist die Überlebenswahrscheinlichkeit?
    • Komplementär zur Bruchwahrscheinlichkeit
    • Pü
  18. 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
  19. In welche drei Bereiche kann die Wöhlerlinie unterteilt werden?
  20. Wie kann die Wöhlerlinie mathematisch beschrieben werden?
    • für jeden Bereich einzeln
    • Bereiche annähernd wie gerade Linienzüge
  21. Wie wird der Bereich der Kurzzeitfestigkeit K beschrieben?
    • über zum Versagen führende Grenzamplitude
  22. 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

    • Stützpunkt PD stellt Schnittpunkt der Zeitfestigkeitslinie mit Dauerfestigkeitsgerade dar
  23. Wie wird der Bereich der Dauerfestigkeit D math. beschrieben?
    • Gerade verläuft idealisiert betrachtet horizontal in Höhe der Dauerfestigkeitsamplitude
  24. 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
  25. Was ist die Wechselfestigkeit?
    Wechselfestigkeit ist die auf Dauer ertragbare Spannungsamplitude bei rein wechselnder Beanspruchung
  26. Wie wird die Wechselfestigkeit unterteilt?
    • in Abhängigkeit von der Beanspruchungsart
    • Zug-Druck-Wechselfestigkeit
    • Biegewechselfestigkeit
    • Torsionswechselfestigkeit
  27. Wie werden die Wechselfestigkeiten angenähert?
    • empirisch:
    • experimentell:
    • a) Rm1
    • b) Rm2
    • c) Rm3
  28. Wie hängen Spannungsamplitude, Spannungsverhältnis und Mittelspannung voneinander ab?
    ertragbare Spannungsamplitude nimmt mit zunehmendem Spannungsverhältnis R - und damit einhergehender Zunahme der Mittelspannung - ab
  29. 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
  30. Einfluss der Mittelspannung auf Wöhlerlinie (Diagramm)
  31. Wie hängen Probengröße und Schwingfestigkeit zusammen?
    • Zunahme Probengröße => Abnahme Schwingfestigkeit
  32. 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)
  33. Wie wird die Kerbwirkung bei Schwingversuchen beschrieben?
    Was bedeutet dies für die Wöhlerlinie (Diagramm)?
    • Kerbwirkungszahl Kf bzw. ßk
  34. Wovon ist die Kerbwirkungszahl abhängig?
    • Zugfestigkeit
    • Probenkerbe
    • Probengröße
    • Oberfläche
    • Beanspruchungsart
    • Werkstoffzustand in der Randzone
    • Mittelspannung
    • Temperatur
    • Korrosion
  35. Wie berechnet man Kf?
    • unter Verwendung der dynamischen Stützziffer mit Hilfe des Spannungsgradienten X*
    • Bsp. glatte Biegung:

  36. Wie hängen max. ertragbare Spannungsamplitude und Beanspruchungsart zusammen?
  37. Wie hängen Oberfläche und max. ertragbare Spannungsamplitude zsm.?
    • Oberfläche hauptbeanspruchtes Gebiet => Abhängigkeit von Güte
  38. 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
  39. Korrosionseinfluss auf Wöhlerlinie?
    • korrosive Umgebung verringert Dauerfestigkeit deutlich
    • =>Oberflächenbeschaffenheit verändert
    • =>Begünstigung der Ermüdungsmechanismen
    • =>Beschleunigung des Risswachstums
  40. Ursachen für Schadensfälle bei Schwingungsbeanspruchung (zu viele)
  41. 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%
  42. Wie ist der techn. Anriss definiert?
    Übergang von Rissbildungs- zur Rissfortschrittsphase
  43. 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

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