Wenn in einem Bauteil gleichzeitig statische und schwingende Beanspruchungen auftreten wird mittels NH, GEH oder SH die Vergleichsspannung ausgerechnet. Mit welchem Werkstoffkennwert muss man diese Vergleichsspannung vergleichen, um etwas über die Bauteilsicherheit aussagen zu können, Mit Re, mit Rm oder etwa mit der Zug-Druck-Wechselfestigkeit? Wie ist’s, wenn das Bauteil zusätzlich noch Kerben hat?
Dank sagt
Atlacamani
Au Weia
Hallo
Wenn in einem Bauteil gleichzeitig statische und schwingende
Beanspruchungen auftreten wird mittels NH, GEH oder SH die
Vergleichsspannung ausgerechnet.
Für alle: NH=Normalspannungshypothese, SH=Schubspannungshypothese, GEH= Gestaltänderungshypothese (z.B. nach Mises)
Welche Hypothese man anwendet hängt vom Werkstoff ab. Für gehärteten Stahl oder Keramik: NH. Für Spröde Werkstoffe oder für Werkstoffe mit ausgeprägtem Fliessverhalten im Ruhezustand: SH.
Für duktile Stähle, Nichteisenmetalle und für dynamische Belastungen: GEH
Die unterschiedlichen Hypothesen bewerten die auftretenden Spannungen anders. Dementsprechen gibt es andere Ergebnisse.
Mit welchem Werkstoffkennwert
muss man diese Vergleichsspannung vergleichen, um etwas über
die Bauteilsicherheit aussagen zu können,
Ist die Frage ernst gemeint? Sowas lernt man in der ersten Stunde techniche Mechanik.
Mit Re, mit Rm oder etwa mit der Zug-Druck-Wechselfestigkeit?
AAhhh. RE=Elastisches Verhalten(alles klar), RM=Plastische Verformung (nicht mehr so gut), über RM -> kaputt/gerissen.
Spannungs/Dehnungsdiagramm für Stähle mal anschauen
Wie ist’s, wenn das Bauteil zusätzlich noch Kerben hat?
Dank sagt
Atlacamani
Kerben vermeiden! Ansonsten Kerbwirkung berücksichtigen und Sicherheitsfaktor berechnen.
Bei Schwingungberechnungen sollte man sich mal ein Dauerfestigkeitsdiagramm (z.B. nach Smith) anschauen.
Falls das ganze mit FEM berechnet werden soll, dann lass besser die Finger davon. Dafür muss man speziell geschult werden. Dann würdest du diese Fragen gar nicht stellen.
Greetz, Gley
Ist die Frage ernst gemeint? Sowas lernt man in der ersten
Stunde techniche Mechanik.
Liebster Gleylancer,
so einfach wie Sie das sehen ist das leider nicht. Wenn Normalspannungen und Schubspannung gleichzeitig auftreten, und der Zeitliche Verlauf beider Spannungs-Typen unterschiedlich ist wie beispielsweise bei durchgebogenen umlaufenden und auch noch gekerbten Wellen (Das ist bei einem stinknormalen Getriebe sehr häufig der Fall), dann muss erstens ein statischer Festigkeitsnachweis, zweitens ein dynamischer Festigkeitsnachweis (Ermüdungsfestigkeitsnachweis) erfolgen, wie es beispielsweise im Roloff Matek 18. Auflage im Kapitel 3 beschrieben ist. Das ist aber auch für Maschinenbaustudenten (FH) nicht so ohne weiteres zu kapieren. Insofern ist Ihre oben zitierte Bemerkung (vor allem im Zusammenhang mit Ihren sonstigen Antworten) wohl zu überdenken. Diese Festgkeitsnachweise lernt man nämlich beileibe nicht in einer der ersten TM-Stunden.
Nachtrag: Die Frage war ernst gemeint. Und … bevor man „Finite Elemente“ einsetzt, wäre es ratsam, die Grundlagen zu kennen. Daher die Frage.
Liebe Grüße
Atlacamani
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Hallo,
also prinzipiell ist der Sinn einer Vergleichsspannung eine Spannung zu berechnen, die ich dann mit einer verfügbaren zulässigen Spannung vergleiche. Vorausgesetzt, ich verwende die für diesen Werkstoff richtige Vergleichsspannungshypothese, dann wäre es bei wechselnder schwingender Beanspruchung richtig, diese Vergleichsspannung mit der zug-druckwechselfestigkeit zu vergleichen (ggfs. muss dann noch stützwirkung oder Mittelspannungsempfindlichkeit berücksichtigt werden)
davon unabhängig:
geometrische Kerben müssen natürlich bei Berechnung der Vergleichsspannung berücksichtigt werden (führen also zu einer Erhöhung).
Der Einfluß von Kerben bei unterschiedlichen Werkstoffen auf die sogenannte Dauerfestigkeit eines Bauteils wird mit der Kerbwirkungszahl βk erfaßt:
1 ≤ βk ≤ αk
Die Kerbwirkungszahl ist das Verhältnis von Dauerfestigkeit der glatten Probe zur Dauerfestigkeit der gekerbten Probe. βk = f(Rm, Kerbe)
Gruß
Martin
Hallo
so einfach wie Sie das sehen ist das leider nicht. Wenn
Normalspannungen und Schubspannung gleichzeitig auftreten, und
der Zeitliche Verlauf beider Spannungs-Typen unterschiedlich
ist wie beispielsweise bei durchgebogenen umlaufenden und auch
noch gekerbten Wellen (Das ist bei einem stinknormalen
Getriebe sehr häufig der Fall), dann muss erstens ein
statischer Festigkeitsnachweis, zweitens ein dynamischer
Festigkeitsnachweis (Ermüdungsfestigkeitsnachweis) erfolgen,
wie es beispielsweise im Roloff Matek 18. Auflage im Kapitel 3
beschrieben ist. Das ist aber auch für Maschinenbaustudenten
(FH) nicht so ohne weiteres zu kapieren.
Die Hypothesen rechnen eben einen dreidimensionalen Spannungszustand in einen eindimensionalen um.
Und wenn Rm=kaputt und RE=alles klar bedeutet, dann ist wohl auch klar wonach man seine Bauteile berechnet.
Zumal ist im Roloff/Matek das Thema Wellen- und Festigkeitsberechnung hinreichend erläutert (sogar mit Beispielen), so daß dieses keine Probleme bereiten sollte. Wenn man das nicht versteht sollte man vielleicht etwas anderes studieren. Der Dubbel z.B. geht noch sehr viel weiter in die Materie.
Greetz, Gley