Band_389LP

2.1 Dauerschwingversuch
In Schwingfestigkeitsversuchen werden Proben mit einer sinusförmigen Kraft angeregt. Wenn diese betragsmäßig
gleich groß im Zug- sowie im Druckbereich wirkt, wird von einer Belastung im Wechselbereich
gesprochen. Beim Erreichen eines Ausfallkriteriums wird den Proben eine Schwingspielzahl zugeordnet. Der
Dauerschwingversuch wird mit unterschiedlichen Amplituden der sinusförmigen Kraftanregung, den sogenannten
Lasthorizonten, wiederholt. Die grafische Darstellung der Versuchsergebnisse erfolgt mithilfe einer
Wöhlerkurve (Bild 1) in doppelt logarithmischer Auftragung. Das Diagramm kann abhängig von der Schwingspielzahl
in die Bereiche der Kurzzeitfestigkeit, Zeitfestigkeit und Langzeitfestigkeit eingeteilt werden [3]. Im
mittleren Bereich lassen sich die Ausfälle der Proben einer Geraden, der Zeitfestigkeitsgeraden, zuordnen [3].
Für die Bestimmung der Geraden werden Versuche angestrebt, deren Proben möglichst nah an den Übergangsbereichen
der Kurzzeitfestigkeit und der Langzeitfestigkeit ausfallen [3]. Bei keinen Vorkenntnissen über
die Lage und Neigung der Zeitfestigkeitsgeraden gibt die DIN 50100 eine Empfehlung über die begrenzenden
Lasthorizonte [3]. Als Anhaltspunkte für die Schwingspielzahlen beim Ausfall der Proben nahe des Kurzzeitfestigkeitsbereichs
werden 50.000 und für den Bereich vor der Langzeitfestigkeit 500.000 Lastspiele
angegeben. Die Lasthorizonte werden für den gewünschten Ausfall der Proben entsprechend ausgewählt. Die
Streuung der Versuchsergebnisse in Schwingspielzahlrichtung nimmt allgemein mit einem abnehmenden
Lasthorizont zu [4]. Des Weiteren ist die Unsicherheit in den Übergangsbereichen größer als im Bereich der
Zeitfestigkeitsgeraden, was mit dem Streuband in Bild 1 veranschaulicht ist. Aus diesem Grund reduzieren
Versuchspunkte in den Übergangsbereichen die Genauigkeit von Lage und Neigung der Zeitfestigkeitsgeraden
[4].
Bild 1. Schematische Wöhlerkurve in doppelt logarithmischer Darstellung mit der Einteilung in die drei Bereiche, Kurzzeit-,
Zeit- und Langzeitfestigkeit, in Anlehnung an die DIN 50100 [3]
2.2 Auswertung im Wahrscheinlichkeitsnetz
Zur statistischen Absicherung der Zeitfestigkeitsgeraden hat sich die grafische Darstellung im Wahrscheinlichkeitsnetz
etabliert. Dafür wird nach ROSSOW jeder Probe eines Lasthorizonts mit dem Stichprobenumfang nnnn
und der Ordnungszahl jjjj die Überlebenswahrscheinlichkeit PPPP ü (vgl. Gleichung 1) zugeordnet [5]:
PPPP ü = 3jjjj − 1
3nnnn + 1
Die Ordnungszahl startet bei 1 für die Probe mit der höchsten ertragbaren Schwingspielzahl und endet bei nnnn
für den Versuch mit der geringsten Schwingspielzahl. Die Überlebenswahrscheinlichkeiten werden über den
logarithmisch aufgetragenen Schwingspielzahlen dargestellt. Wenn sich den Punkten jedes Lasthorizonts eine
Gerade über der logarithmischen Merkmalsteilung des Wahrscheinlichkeitsnetzes zuordnen lässt, so wird von
einer logarithmischen Normalverteilung der Versuchsergebnisse ausgegangen. [6]
2.3 Elektrischer Widerstand
Beim Laden und Entladen der Batteriezelle fließt ein elektrischer Strom durch die Kontaktierung. Der elektrische
Widerstand RRRR wird mit der Spannung UUUU und Stromstärke IIII nach dem Ohm’schen Gesetz berechnet [7]:
RRRR = UUUU IIII
(1)
(2)
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DVS 389