Schwingende Beanspruchung I - Lösung - Professur und Institut für ...

Schwingende Beanspruchung I - LösungInstitut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau1 - Skizzieren Sie den Spannungs-Zeit-Verlauf für eine sinusförmige Beanspruchungim Druckschwellbereich. Markieren Sie in gebräuchlichen Abkürzungen die Mittelspannung,Oberspannung, Unterspannung und Spannungsamplitude.σσ οtσ aσ mσ u

Schwingende Beanspruchung I - LösungInstitut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau2 - Definieren Sie die Größen σ aund σ A. Stellen Sie die Unterschiede von σ aund σ Aheraus.σ aσ ASpannungsamplitude, die zum Bruch führt.Ertragbare Spannungsamplitude im Dauerfestigkeitsgebiet.

Schwingende Beanspruchung I - LösungInstitut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau3 - Eine Welle besteht aus dem Cr-Ni-Stahl 34CrNiMo6 mit folgenden Werkstoffkennwerten:R m= 1200 N/mm 2 ; R e= 1000 N/mm 2 ; σ zSch= 700 N/mm 2 ; σ zdW= 450 N/mm 2Biegefließgrenze σ bF= 1200 N/mm 2 ; σ bSch= 800 N/mm 2 ; σ bW= 500 N/mm 2Torsionsfließgrenze τ tF= 600 N/mm 2 ; τ tSch= 460 N/mm 2 ; τ tW= 290 N/mm 2

Schwingende Beanspruchung I - LösungInstitut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau3a - Zeichnen Sie für den Fall einer auf Umlaufbiegung beanspruchten Welle dasmaßgebliche Haigh-Diagramm mit allen notwendigen Bezeichnungen und den zugehörigenVersagensgrenzen.σσ bF= 1200 N/mm 2a[N/mm 2 ]σ bSch= 800 N/mm 2σ σ = 500 N/mm2bW bFσ bF1200100080045°600500400σ bWσ bSch / 220020040060080010001200σ m[N/mm 2 ]

Schwingende Beanspruchung I - LösungInstitut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau3b - Die rotierende Welle wird an der höchstbeanspruchten Stelle (am kritischen Volumenelement)durch eine Unwucht mit einer statischen Belastung von 500 MPa beansprucht.Desweiteren kommt eine überlagerte dynamische Belastung durch Lagerkräftevon 300 MPa hinzu. Zeichen Sie diesen Betriebspunkt in das Haigh-Diagramm ein.σ a[N/mm 2 ]1200100080060040020020040060080010001200σ m[N/mm 2 ]

Schwingende Beanspruchung I - Lösung4 - Konstruieren Sie das Smith-Diagramm für Teilaufgabe 3.Bezeichnen Sie σ bF, σ bWund σ bSchsowie die Achsen.Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbauσ [N/mm 2 ]12001000800σ bF= 1200 N/mm 2σ bSch= 800 N/mm 2σ bW= 500 N/mm 2600+ σ bW σ bSch40020020040060080010001200σ m [N/mm 2 ]-200σ bSch / 2-400−σ bW