Werkstofffestigkeitsuntersuchung
Untersuchungen zur Dauerschwingfestigkeit von Werkstoffen und Bauteilen mittels standardisierter Verfahren
Die Ermittlung realer Werkstoff- oder Bauteilkennwerte ist häufig essentiell zur Bauteilauslegung und -optimierung mithilfe der gängigen Normen und Richtlinien.
Neben den statischen Festigkeitswerten Streck- bzw. Dehngrenze sowie der Zugfestigkeit sind dabei insbesondere bei dynamisch beanspruchten Systemen die Dauerschwingfestigkeiten der eingesetzten Werkstoffe relevant. Im Allgemeinen werden dabei die Zug-Druck-Wechselfestigkeit oder die Zug-Druck-Schwellfestigkeit anhand standardisierter Proben und Versuche ermittelt. Die diesen Versuchen zugrunde liegenden Norm ist die DIN 50100. Die Prüfstände der Professur bieten zudem die Möglichkeit von den Standards abweichende Randbedingungen zu prüfen, z.B. hinsichtlich Probengeometrien, Mittelspannungen oder Prüffrequenzen.
Aufgrund der zahlreichen Zielstellungen von Versuchen werden in DIN 50100 keine allgemein gültigen Probengeometrien angegeben, sondern nur zu berücksichtigende Anforderungen. Standardmäßig kommen an der Professur Maschinenelemente und Produktentwicklung Rundproben mit einem Prüfdurchmesser von 7,5 mm zum Einsatz. Aber auch andere Probekörper- Geometrien sind möglich.
Je nach Zielstellung der Versuche kann die Zeit- oder Dauerfestigkeit der geprüften Werkstoffe bzw. Bauteile ermittelt werden. Abhängig von den aufgebrachten Spannungsamplituden und Mittelspannungen kommt es zu Brüchen im Zeitfestigkeitsbereich oder zu Durchläufern im Dauerfestigkeitsbereich, welcher durch die gewählte Grenzlastwechselzahl definiert wird und für Metalle i.d.R bei 5·106 Lastspielen liegt. Eine statistische Auswertung kann bei entsprechender Probenanzahl ebenfalls erfolgen. Aus den ermittelten Zeit- und Dauerfestigkeitswerten können Wöhlerkurven erstellt werden. Aus mehreren Wöhlerkurven, die bei verschiedenen Mittelspannungen ermittelt wurden, können wiederum vollständige Zeit- und Dauerfestigkeitsschaubilder gewonnen werden.
| Lukas Suchy, M.Sc. | |
| Leiter der Fachgruppe "WNV/Festigkeit" | |
| E-Mail: | lukas.suchy@… |
| Telefon: | +49 371 531 32446 |
| Raum: | C21.309 (alt: 2/A309) |
| 19 Veröffentlichungen | |
