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Schwingfestigkeit (Subject) / 7. Kerbermüdung (Lesson)
Kraftfluss, Formzahl, Kerbwirkung
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- 1. Welche Arten von Kerben gibt es? Es gibt die Rundkerbe, die Spitzkerbe und die Rechteckkerbe.
- 2. !!! Was ist die Formzahl? Wie kann man sie bestimmen? Die Formzahl beschreibt das Verhältnis der maximalen Spannung zur Normalspannung. αk=σmax/σn Die Bestimmung erfolgt analytisch nach Neuber und Peterson, nummerisch über FEM (Finite-Elemente-Methode) oder experimentell durch Spannungsoptik.
- 3. Beschreiben Sie den Einfluss der Kerbgeometrie auf die Formzahl Spitze Ecken erhöhen σmax und dies führt zu einem höheren αk.
- 4. !!! Was ist die Kerbwirkungszahl? Die Kerbwirkungszahl ist als Quotient aus Formzahl und Stützziffer definiert: βk=αk/n Die Bestimmung erfolgt analytisch nach Neuber und Peterson, nummerisch über FEM (Finite-Elemente-Methode) oder experimentell durch Spannungsoptik oder Interferometrie.
- 5. !!! Warum kann man die Formzahl nicht direkt nutzen um die Ermüdungsfestigkeit gekerbter Proben zu bestimmen. Weil die Formzahl αk nur die Informationen über die Beschaffenheit und die auftretenden Spannungen der Kerbe besitzt. Die technischen Eigenschaften des Werkstoffes sind in der Stückziffer beinhaltet. Die Kerbwirkungszahl βk besitzt nun beide Informationen
- 6. !!! Beschreiben Sie den Einfluss des Spannungsgradienten Mit steigendem Sappnungsgradienten, steigt auch die Stützziffer bezogen auf den Materialwert der Zugfestigkeit. Steigt die Stückziffer, so sinkt βk und der Ermüdungseinfluss der Kerbe auf das Bauteil.
- 7. !!! Beschreiben Sie die Abhängigkeit der Stützziffer von dem bezogenen Spannungsgradienten für unterschiedliche Eisenwerkstoffe. Skript S. 7-13 Mit zunehmendem bezogenem Spannungsgradienten steigt die Stützziffer an. Am meisten steigt sie bei Grauguss, dann beim Stahlguss, Austenit, weiche Stähle, Vergütungsstählt und Federstähle.
- 8. Beschreiben Sie die Kerbwirkung bei Zeit- und Kurzzeitfestigkeit Bei der Kurzzeitfestigkeit hat die Kerbwirkung noch keine große Bedeuttung. Die Bedeutung der Kerbwirkung nimmt mit zunehmender Lastspielzahl im Bereich der Zeitfestigkeit immer weiter zu.
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