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By Erwin Haibach

Das Bemessungskonzept "Betriebsfestigkeit" verfolgt das Ziel, Maschinen, Fahrzeuge oder andere Konstruktionen gegen zeitlich veränderliche Betriebslasten unter Berücksichtigung ihrer Umgebungsbedingungen für eine bestimmte Nutzungsdauer zuverlässig bemessen zu können. Ingenieure, Wissenschaftler und Studenten finden in diesem Buch die experimentellen Grundlagen sowie erprobte und neuere Rechenverfahren der Betriebsfestigkeit für eine ingenieurmäßige Anwendung. Verfahren nach dem Nennspannungs-Konzept, dem Kerbgrund-Konzept und dem Bruchmechanik-Konzept werden vor ihrem theoretischen Hintergrund nach heutigem Erkenntnisstand behandelt. Der Autor zeigt auf, in welchen Grenzen die betreffenden Verfahren als verläßlich angesehen werden dürfen. Zur Dauerfestigkeit bei hohen Schwingungszahlen sowie zu Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen wurden neue Erkenntnisse eingefügt. Für den Betriebsfestigkeits-Nachweis in der Konstruktionspraxis gibt dieses Buch konkrete Hinweise.

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U. – wie in der Auswertung zu Abb. 1–13 – sogar unrealistisch groß sein und die bekannten Vorbehalte gegen den Schätzwert der Standardabweichung nach Treppenstufenversuchen bestätigen. Die untere und obere Streugrenze der ertragbaren Spannung mit einer Überlebenswahrscheinlichkeit Pü = 90% und Pü = 10% liegt nach der bei äquidistanter Stufenteilung als gültig unterstellten Normalverteilung der Spannungsamplituden in einem Abstand vom 1,28-fachen der Standardabweichung s oberhalb oder unterhalb des Mittelwertes mit Pü = 50%.

1–19) berechnen: Sa50% = SD · (Ni / ND)–1/ k . 1–43) Sa50% bezeichnet (im nicht bezogenen Spannungsmaßstab) die Spannungsamplitude an der Mittellinie des betreffenden Wöhlerlinien-Streubandes bei der jeweiligen Schwingspielzahl Ni , die im i-ten Einzelversuch unter der Spannungsamplitude Sai ertragen wurde. Versuchspunkte ohne Bruch (sog. –1 0 >0 –1 0 >0 –1 0 >0 –1 0 >0 1,0 axial vergütet 600 335 Spindel axial geglüht 693 440 Stange 110 95 255 5) 215 5) 220/220 5) 195/195 5) 195/– 5) 135/– 115/– 110/– 105/100 90/95 85/– 80/– 67/– 57/– 145* 120* 320 5) 250 5) 105 90 220 135 B = 6) 170 V = 7) 105 250 200 95 75 205 185 Schwingfestigkeitskennwerte SD in N/mm2 (Pü = 50%) 4) längs vergütet 747 539 Blech 115 90 255 215 längs geglüht 2) 594 460 125*/– 105*/– 165*/165* 135*/135* 215*/– 180*/– 430/430 300/300 längs/quer vergütet 3) 910/881 840/819 Stahl CrMo4 Blech Blech 190* 160* 510 375 B = 6) V = 7) längs vergütet 1097 1029 Blech 300 185 140 axial vergütet 913 746 Stange Anmerkungen: 1) Blech t = 6 mm; Spindel D = 500 bis 800 mm; Stange D = 130 mm; 2) Anlieferungszustand; 3) Basisreihe; 4) für ND = 1 · 106 bzw.

In den letzten Jahren hat sich mehr und mehr eine Auftragung der Wöhlerlinien im doppellogarithmischen Netz durchgesetzt, wohl nicht zuletzt im Hinblick auf praktische Vorteile, die sich dabei aus der Möglichkeit einer geradlinigen Annäherung der Zeitfestigkeitslinie entsprechend der Basquin’schen Gleichung und ganz allgemein aus den Eigenschaften eines logarithmischen Beanspruchungsmaßstabs auch auf die Ordinate ergeben. Um an der Zeitfestigkeitslinie eine befriedigende Ablesegenauigkeit zu erreichen, empfiehlt es sich, zu dem logarithmischen Abszissen-Maßstab der Schwingspielzahlen für die Ordinate einen logarithmischen Beanspruchungsmaßstab mit zwei- bis vierfach größerer Dekadenlänge zu wählen.

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