Schwingfestigkeit (Subject) / 3. Zyklisches Verformungsverhalten (Lesson)

This lesson was created by Kimgiovagnoli.

Learn lesson

This lesson is not released for learning.

back  |  next 1 / 1

• 1. !!! Beschreiben Sie den Spannungs-Dehnungs(total)-Zusammenhang im Falle rein elastischer und elastisch-plastischer Beanspruchung. Bei rein elastischer Beanspruchung:ergibt sich als Spannungs-Dehnungs-Zusammenhang die Hook'sche Gerade. Bei elastisch-plastischer Beanspruchung ergibt sich als Spannungs-Dehnungs-Zusammenhang eine Hystereseschleife. Die Dehnung hat hier auch einen plastischen Anteil. Skript S. 3-6 und 3-7
• 2. Wie entsteht die mechanische Hysterese? Die Spannung-Dehnung-Kurve für ein vollständiges Schwingspiel vom ersten Maximum an ergibt die mechanische Hystereseschleife. Sie ist umso ausgeprägter, je größer der Anteil der plastischen Verformung ist. Ihre fläche entspricht der spezifischen Umformarbeit während eines Schwingspieles. Versuchsdurchführung: Sannungs-, Totaldehnung- oder plastisch Dehnungskontrolliert vgl Skript  3-8 ff.
• 3. !!! Nennen Sie die Kennwerte der Hystereseschleife. Spannungsamplitude: σa Dehnungsamplitude: εa Mittelspannung: σm Mitteldehnung: εm
• 4. !!! Wie ist die plastische Dehnungsamplitude definiert? Die Totaldehnung εt umfasst zu jedem Zeitpunkt einen elastischen Anteil εe und einen plastischen Anteil εp. Dieser plastische Anteil εp, bei σ=σm, bestimmt die halbe Breite der Hystereseschleife und wird als plastische Dahnungsamplitude εa,p bezeichnet.
• 5. Nennen und Skizzieren Sie Versuchsführungsarten bei Einstufenversuchen. Skript 3-21 Spannungskontrolle Totaldehnungskontrolle plastische Dehnungskontrolle
• 6. !!! Was ist eine Wechselverformungskurve? Schematische Darstellung für σa=konst. Erfassung der plastischen Dehnungsamplitude εa,p als Funktion der Zyklenzahl N. Die gestrichelte Linie stellt eine mögliche Veränderung des Wechselverformungsverhaltens durch vorgeschichtliche Ereignsse im Werkstoff dar, z.B. durch Zugversuch. Skript S 3-22 f.
• 7. !!! Charakterisieren Sie die Ent- und Verfestigungsvorgänge mittels Wechselverformungskurve bei definierter Versuchsdurchführung. Bereich 1: Nimmt mit der Lastspielzahl bei εa,t=const. bzw. εa,p=const. die Spannungsamplitude zu (ab) zeigt der Werkstoff ein wechselverfestigendes (wechselentfestigendes) Verhalten.  Bereich 2: Im zweiten Bereich ist die Werkstoffantwort unabhängig von der Lastspielzahl; man spricht von Plateau oder zyklischer Sättigung. --> größter Teil der Lebensdauer Bereich 3: Der dritte Bereich ist durch den Fortschritt eines Ermüdungsrisses gekennzeichnet.
• 8. !!! Was beschreibt ZSD-Kurve und wie entsteht sie? Die zyklische Spannung-Dehnung-Kurve stellt in komprimierter Form, Informationen zum Wechselverformungsverhalten eines Werkstoffes dar. Trägt man die aus mehreren Versuchen ermittelten Sättigungshystereseschleifen in ein gemeinsames Diagramm ein, so kann die ZSD-Kurve durch das Verbinden der Echpunkte gewonnen werden. Die ZSD-Kurven lassen sich durch das Potenzgesetz von Morrow beschreiben: σa=K'*(εa,p)n' K': zyklischer Verfestigungskoeffizientn': zyklischer Verfestigungsexponent Darstellung einer kompletten ZSD-Kurve erfordert:--> viele Ermüdungsversuche mit unterschiedlichen Amplituden-->pro Versuch ein Wertepaar für die ZSD-Kurve
• 9. !!! Definieren Sie den Ent- und Verfestigungscharakter metallischer Werkstoffe anhand dem Vergleich der zügigen und zyklischen Spannung-Dehnung-Kurve. Zyklische Spannun-Dehnung-kurve (z.B. Wöhlerversuch) im Unterschied zur zügigen Spannung-Dehnung-Kruve (z.B. Zugversuch).  Die zyklische Spannungs-Dehnungs-Kurve liegt für Werkstoffe, die sich unter zyklischer Beanspruchung entfestigen, unterhalb, für Werkstoffe, die sich zyklisch verfestigen, oberhalb der zügigen Spannungs-Dehnungs-Kurve. Ein Unterschied der zügigen und zyklischen Spannungs-Dehnungs-Kurve bedeutet, dass sich das elastisch-plastische Werkstoff-Verhalten im Wöhlerversuch unter der einwirkenden Schwingbeanspruchung verändert. --> Zyklische Entfestigung kann für die Anwendung als Bauteil sehr kritisch sein, da bei wiederholter Beanspruchung eine Dehnun auftritt, die größer ist, als die, die bei statischer Auslegung zugrunde liegt. -->Faustregel:       - zyklische Verfestigung wenn                  --> der Verfestigungskoeffizient n' > 0,15                  --> das Streckgrenzenverhältnis Rp0,2/Rm < 0,7       - zyklische Entfestigung wenn                   --> der Verfestigungskoeffizient n' < 0,1                   --> das Streckgrenzenverhältnis Rp0,2/Rm > 0,8 Skript S. 3-27
• 10. !!! Was stellt die Manson-Coffin-Beziehung dar? Beschreibt den Zusammenhang zwischen der Lebensdauer zyklisch Beanspruchter Werkstoffe und der plastischen Dehnungsamplitude εa,p = ε'B(2NB)C c ist ein Werkstoffparameter, der in doppellogarithmischer Auftragung von εa,p gegen Nf die Steigung der Geraden bestimmt.
• Advertisement
• 11. Wie wird die empirische Lebensdauerabschätzung anhand der Kenntnis der ZSD-Kurve sowie mit Hilfe der im Zugversuch ermittelten Kenngrößen durchgeführt? Skript S. 3-31 ff. Bei Kenntnis der ZSD-Kurve sowie mit Hilfe von zwei im Zugversuch ermittelten Parametern und den Gleichungen von Basquin und Manson-Coffin kann eine empirische Lebensdauerabschätzung durchzuführen.

back  |  next 1 / 1